當遙遠星系中的大質(zhì)量恒星坍塌并形成黑洞時,兩個巨大的發(fā)光等離子體射流從其核心射出。這些極其明亮的伽馬射線爆發(fā)(GRB)是宇宙中最強大的爆炸,當射流指向地球時,可以從地面和太空望遠鏡觀測到余輝。物質(zhì)并不僅僅是從一顆爆炸的恒星彈射出來,而是沿著伽馬射線射流的窄束加速到超高速,從而使天體物理學困惑于驅(qū)動這些非凡爆炸的動力源。現(xiàn)在,巴斯大學領(lǐng)導的一項新的國際研究有望闡明這一神秘現(xiàn)象。
許多天文學家都傾向于基于重子射流模型來解釋GRB。這說明在爆炸過程中爆炸的物質(zhì)與垂死的恒星周圍的物質(zhì)之間反復發(fā)生猛烈的碰撞,會產(chǎn)生伽馬射線閃光和隨后的衰落余輝,即不斷膨脹的火球的垂死余燼。
第二種假設(shè)稱為磁模型,它假設(shè)恒星中巨大的原始磁場在初始爆炸的幾秒鐘內(nèi)崩潰,釋放能量為巨大的爆炸提供動力。
現(xiàn)在,一個國際研究人員團隊首次發(fā)現(xiàn)了支持這種磁性模型的證據(jù)。巴斯天體物理學家與來自英國,意大利,斯洛文尼亞,俄羅斯,南非和西班牙的研究人員合作,研究了距45億光年遠的銀河系中一顆巨大恒星坍塌的數(shù)據(jù)。NASA的太空尼爾·蓋勒斯·斯威夫特天文臺(Neil Gehrels Swift Observatory)發(fā)現(xiàn)了這顆恒星的伽馬射線閃光(名為GRB 190114C)后,就向他們發(fā)出警告。
研究人員注意到,在恒星坍塌之后的瞬間,伽馬射線爆發(fā)中的極化水平低得驚人,這表明恒星的磁場在爆炸過程中被破壞了。
天體物理學雜志論文的主要作者,廣子博學和吉姆·謝爾文天體物理學研究生獎學金的持有人努里亞·喬丹納·米特詹斯說:“根據(jù)先前的研究,我們預(yù)計在地震之后的頭一百秒鐘內(nèi),極化率可高達30%。因此,我們感到驚訝的是,在爆炸后不到一分鐘的時間內(nèi),它的測量值僅為7.7%,隨后突然下降至2%。”
她補充說:“這告訴我們,爆炸后,磁場立即災(zāi)難性地坍塌,釋放出它們的能量,并為整個電磁波譜中檢測到的亮光供電。”
GRB是由繞地球運行的專用衛(wèi)星檢測到的,但是沒有人能夠預(yù)測GRB的出現(xiàn)地點或時間,因此科學家依靠自主的快速響應(yīng)機器人望遠鏡來捕捉余輝的快速衰減光。在NASA天文臺確定GRB 190114C之后幾秒鐘,位于加那利群島和南非的自動望遠鏡收到了NASA的發(fā)現(xiàn)通知并重新指向。在發(fā)現(xiàn)GRB的一分鐘內(nèi),望遠鏡正在收集有關(guān)排放的數(shù)據(jù)。
巴斯大學天體物理學負責人Carole Mundell教授也是這項研究的合著者說:“我們的創(chuàng)新望遠鏡系統(tǒng)是完全自主的,沒有人在回路中,因此它們迅速地俯沖并開始對GRB進行觀測很快被斯威夫特衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)。”
蒙代爾教授繼續(xù)說道:“令人驚奇的是,從我們舒適的家中,我們能夠發(fā)現(xiàn)原始磁場對于推動遙遠星系中宇宙爆炸的重要性。”