Ученые проследили происхождение фотонов, испускаемых гамма-всплесками

Москва, 17:43, 03 Апр 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Исследователи определили, что фотоны, испускаемые гамма-всплесками, происходят из фотосферы релятивистской струи.

Ученые в Японии проследили происхождение фотонов, испускаемых длительными гамма-всплесками, самыми яркими электромагнитными событиями во Вселенной, видимой части релятивистской струи, создаваемой сверхновыми.

Впервые обнаруженные в 1967 году гамма-всплески большой длительности (GRB) являются чрезвычайно мощными взрывами. В течение многих десятилетий ученые изо всех сил пытались объяснить события высокой энергии. Исследователи, в конечном счете, проследили один тип GRB до релятивистских струй, возникающих, когда массивные звезды умирают огненной смертью.

Но до сих пор ученые не были точно уверены в том, как эти струи вызывают GRB.

Исследователи из RIKEN Cluster for Pioneering Research в Японии разработали модели, чтобы точно определить происхождение высокоскоростных фотонов, производимых GRB. Команда смогла измерить результаты своих симуляций по важному новому эталону, называемому соотношением Йонетоку.

Соотношение Йонетоку описывает тесную корреляцию между пиковой энергией спектра и пиковой светимостью в излучениях GRB.

Используя соотношение Йонетоку в качестве стандарта, ученые использовали их моделирование для проверки того, что называется моделью фотосферной эмиссии. Модель утверждает, что GRB фотоны возникают в фотосфере релятивистской струи. Быстрое расширение релятивистской струи позволяет фотонам «убегать».

Чтобы обеспечить точность их моделирования, ученые воспроизвели сложную динамику релятивистских струй. Результаты показали, что тип гамма-всплесков большой длительности, которые выходят из звездной оболочки взрывающейся массивной звезды, приводит к корреляции выбросов.

Взаимодействия между умирающей звездой и релятивистской струей естественным образом породили связь Йонетоку.

«Для нас это убедительно свидетельствует о том, что фотосферная эмиссия является механизмом эмиссии GRB», — сказал Хиротака Ито, ученый из Кластера пионерских исследований, в своем пресс-релизе.

Ито и его коллеги опубликовали свои выводы в среду в журнале Nature Communications.

«Хотя мы выяснили происхождение фотонов, все еще существуют загадки относительно того, как сами релятивистские реактивные струи генерируются коллапсирующими звездами», — сказал Ито. «Наши расчеты должны дать ценную информацию для изучения фундаментального механизма генерации этих чрезвычайно мощных событий».