การระเบิดของรังสีแกมมาที่มีพลังผิดปกติ (GRB) ได้กระตุ้นให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ต้องคิดใหม่เกี่ยวกับบทบาทของสนามแม่เหล็กในการระเบิดของดาวฤกษ์ขนาดมหึมาเหล่านี้ การสังเกตที่เกิดขึ้นหลังจากการระเบิดทันทีแสดงให้เห็นว่าลักษณะสำคัญของสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้องได้หายไปอย่างลึกลับ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีปัจจุบันว่าสนามแม่เหล็กดังกล่าวก่อตัวและวิวัฒนาการอย่างไร
เมื่อวันที่ 14 มกราคม 2019 ดาวเทียม
สวิฟท์ที่เตือนล่วงหน้าของ NASA ตรวจพบแสงวาบของรังสีแกมมาจากดาวมวลมากที่ระเบิดในดาราจักรที่อยู่ห่างออกไป 4.5 พันล้านปีแสง วาบดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อแกนเหล็กของดาวฤกษ์ยุบตัวลงในหลุมดำมวลดาวฤกษ์ ทำให้เกิดลำอนุภาคที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูงสองลำที่มีความสัมพันธ์กัน ลำแสงเหล่านี้สร้างรังสีแกมมาผ่านการแผ่รังสีซินโครตรอน และเมื่อยิงออกมาจากแกนที่ยุบตัว อนุภาคในนั้นชนกับวัสดุรอบดาวที่ดาวหลั่งออกมาในช่วงใกล้จะระเบิด การกระแทกที่เกิดขึ้นจะสร้างแสงระเรื่อแบบออปติคัลที่คงอยู่นานหลายเดือน
ทันทีที่สวิฟท์ตรวจพบการระเบิด ซึ่งถูกกำหนดให้เป็น GRB 190114C มันจะแจ้งเตือนกลุ่มกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโดยอัตโนมัติ ภายใน 32 วินาทีกล้องโทรทรรศน์ MASTERในหมู่เกาะคานารีและแอฟริกาใต้ก็อยู่ในตำแหน่งและบันทึกการปะทุของการระเบิด
การตอบสนองที่รวดเร็วนี้ได้กลายเป็นมาตรฐานในดาราศาสตร์ของ GRB แล้ว แต่ข้อมูลก็พิสูจน์ได้ทุกอย่างยกเว้น จากการสังเกตครั้งก่อน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คาดว่าแสงในสายัณห์จะมีโพลาไรซ์ บางทีอาจมากถึงร้อยละ 30 แม้ว่าตัวเลขที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับความแรงและโครงสร้างของสนามแม่เหล็กของ GRB อย่างไรก็ตาม
โพลาไรซ์บนกล้องโทรทรรศน์ MASTER
ในขั้นต้นนั้นวัดโพลาไรซ์ได้เพียง 7.7 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น หนึ่งนาทีต่อมา เมื่อกล้องโทรทรรศน์ลิเวอร์พูลในหมู่เกาะคานารีเริ่มรับข้อมูลเกี่ยวกับการระเบิด โพลาไรเซชันก็ลดลงเหลือเพียงร้อยละสอง และยังคงอยู่ที่ระดับชายขอบนี้ตลอดระยะเวลาที่เหลือของการสังเกตการณ์
นั่นไม่ใช่คุณสมบัติแปลกเพียงอย่างเดียวเกี่ยวกับ GRB 190114C เมื่อสถานที่อื่นในหมู่เกาะคานารีกล้องโทรทรรศน์ MAGICเริ่มเก็บข้อมูลเกี่ยวกับสายัณห์ มันวัดการปล่อยพลังงานอย่างเหลือเชื่อในช่วงเทรา-อิเล็กตรอน-โวลต์ (TeV) จากการกระเจิงคอมป์ตันแบบผกผัน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อโฟตอนชนกับอิเล็กตรอนใน วัสดุของดาวฤกษ์ นี่เป็นครั้งแรกที่ตรวจพบการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่มีพลังงานสูงเช่นนี้ใน GRB
ฟิสิกส์ช็อกรูปภาพแสดงกาแลคซีสองแห่งเป็นเส้นริ้วที่สว่างและแตกเป็นพิกเซลตัดกับพื้นหลังสีดำ
ย่านที่ผิดปกติ ภาพกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของแสงระเรื่อของ GRB 190114C ซึ่งตั้งอยู่ในดาราจักรปฏิสัมพันธ์ที่อยู่ห่างออกไป 4.5 พันล้านปีแสง (มารยาท: NASA/ESA/V Acciari et al./ICRAR)
ในบทความ ที่ ตีพิมพ์ในวันนี้ในThe Astrophysical JournalนักวิจัยนำโดยNuria Jordanaจาก University of Bath สหราชอาณาจักร ได้เสนอวิธีแก้ปัญหาบางส่วนสำหรับปริศนาที่อยู่รอบๆ GRB 190114C “เราคาดการณ์ว่าโพลาไรเซชันต่ำเกิดจากการสลายพลังงานแม่เหล็กอย่างหายนะ ซึ่งทำลายลำดับของสนามแม่เหล็กและให้พลังงานแก่แสงระเรื่อ” จอร์ดาน่าบอกกับPhysics World
ภาพที่เธอและเพื่อนร่วมงานวาดภาพนั้นเป็นหนึ่ง
ในคลื่นกระแทกที่สะท้อนรอบวัตถุที่อยู่รอบดาว เมื่อถึงจุดหนึ่งใน 31 วินาทีก่อนการสังเกตการณ์จะเริ่มขึ้น คลื่นระเบิดจากการระเบิดของดาวก็กระทบกับวัตถุนี้ พลังงานจลน์บริสุทธิ์อนุญาตให้เจ็ตและแรงกระแทกด้านหน้าส่วนใหญ่กระแทกทะลุ แต่ส่วนหนึ่งของคลื่นถูกสะท้อน ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนย้อนกลับ
เนื่องจากการรบกวนแบบจำกัดขอบเขตทำให้สนามแม่เหล็กของโช้คอัพพุ่งไปในทิศทางแบบสุ่ม โช้คไปข้างหน้าจึงไม่เกิดโพลาไรซ์ อย่างไรก็ตาม แรงกระแทกย้อนกลับยังคงควรพาสนามแม่เหล็กที่พุ่งออกมาจากหลุมดำที่เพิ่งก่อตัวใหม่
ในกรณีของ GRB 190114C ดูเหมือนว่ามีบางอย่างทำให้สนามแม่เหล็กนั้นสลายตัวอย่างหายนะและทิ้งพลังงานของมันไปสู่การปลดปล่อยจากสายัณห์ – ซึ่งจะอธิบายพลังงาน TeV ที่สูงผิดปกติ จอร์ดาน่าและคณะอนุมานว่าโพลาไรเซชันแบบอ่อนที่วัดได้ระหว่าง 52 วินาทีถึง 109 วินาทีหลังจากการปะทุนั้นเป็นส่วนที่เหลือของสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่พุ่งออกมาจากหลุมดำ
มองหาสาเหตุสาเหตุที่แท้จริงของการยุบตัวของสนามแม่เหล็กยังคงไม่แน่นอน จากข้อมูลของ Jordana แม้ว่าการค้นพบนี้จะชี้ให้เห็นถึง “บทบาทสากล” สำหรับสนามแม่เหล็กใน GRBs “ความอยู่รอดของสนามแม่เหล็กของเครื่องบินเจ็ตต้องขึ้นอยู่กับปัจจัยทางกายภาพเพิ่มเติมที่ยังไม่ทราบ” เธอยังชี้ให้เห็นว่า โพลาไรซ์ของแสงระเรื่อช่วงแรกๆ ได้รับการวัดใน GRB เพียงไม่กี่ตัวเท่านั้น เธอกล่าวว่าต้องมีกลุ่มตัวอย่างที่มากขึ้นเพื่อให้เข้าใจกลไกที่ขับเคลื่อนมันได้ดีขึ้น
รังสีแกมมาและเลนส์โน้มถ่วงบ่งบอกถึงสสารมืดAndrew Levanนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Radboud ในเนเธอร์แลนด์ ซึ่งเป็นผู้ร่วมเขียนบทความก่อนหน้านี้ในการอธิบายการปล่อย TeV กล่าวว่าการขาดโพลาไรเซชันที่เห็นได้ชัดคือ “น่าแปลกใจเล็กน้อย” โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากสิ่งที่เขาอธิบายว่าเป็น กลุ่มของ Levan พบว่า GRB 190114C เกิดขึ้นที่บริเวณภาคกลางของดาราจักรที่มีปฏิสัมพันธ์กับดาราจักรอื่น ซึ่งเป็นตำแหน่งที่ไม่ปกติ เนื่องจาก GRB มักเกิดจากการทำลายล้างของดาวมวลมากที่มีธาตุหนักจำนวนน้อย และมักพบแต่สิ่งเหล่านี้ ในดาราจักรที่มีวิวัฒนาการทางเคมีน้อย Levan กล่าวว่า “เป็นไปได้” ที่สภาพแวดล้อมของ GRB 190114C และลักษณะที่ผิดปกติสามารถเชื่อมโยงกันได้ อย่างไรก็ตาม เขากล่าวเสริมว่า “มันเป็นปัญหาที่ยากมากที่จะอธิบายว่าสนามยุบได้อย่างไรในกรณีนี้”
Credit : watcheslaw.net watjes.net watsonjewelry.net wickersleypartnershiptrust.org
