Fizycy znaleźli sposób na symulację pochodzenia szybkich rozbłysków radiowych - FRB

Kategorie: 

Źródło: NASA

Szybkie rozbłyski radiowe to jedna z największych kosmicznych tajemnic naszych czasów. Są to niezwykle silne, ale niezwykle krótkie impulsy promieniowania elektromagnetycznego w zakresie długości fal radiowych, uwalniające w ciągu milisekund tyle energii, co 500 milionów Słońc.

 

Przez lata naukowcy zastanawiali się, co może powodować te krótkie rozbłyski w galaktykach odległych o miliony i miliardy lat świetlnych. Potem, w kwietniu 2020, dostaliśmy naprawdę mocny trop: krótki, potężny wybuch fal radiowych z czegoś wewnątrz Drogi Mlecznej – magnetara.

 

Sugeruje to, że te silnie namagnesowane martwe gwiazdy wytwarzają przynajmniej niektóre szybkie rozbłyski radiowe. Teraz fizycy wymyślili sposób na odtworzenie w laboratorium tego, co naszym zdaniem dzieje się w pierwszych etapach tych szalonych eksplozji, zgodnie z teorią elektrodynamiki kwantowej (QED).

 

Magnetar to rodzaj martwej gwiazdy zwanej gwiazdą neutronową. Kiedy masywna gwiazda dobiega końca swojego cyklu życia, zdmuchuje swoją zewnętrzną materię, a jądro, które nie jest już podtrzymywane przez zewnętrzne ciśnienie syntezy jądrowej, zapada się pod wpływem własnej grawitacji, tworząc supergęsty obiekt z silnym polem magnetycznym. To jest właśnie gwiazda neutronowa.

 

Niektóre gwiazdy neutronowe mają jeszcze silniejsze pola magnetyczne, wtedy stają się magnetarami. Nie wiemy, jak to się dzieje, ale ich pola magnetyczne są około 1000 razy silniejsze niż w typowej gwieździe neutronowej i biliard razy silniejsze niż ziemskie.

 

Naukowcy uważają, że szybkie rozbłyski radiowe są wynikiem napięcia między polem magnetycznym tak silnym, że zniekształca kształt magnetara, a wewnętrznym ciśnieniem grawitacji.

 

Uważa się, że pole magnetyczne jest również odpowiedzialne za przekształcenie materii w przestrzeni wokół magnetara w plazmę składającą się z par materia-antymateria. Pary te składają się z ujemnie naładowanego elektronu i dodatnio naładowanego pozytonu i uważa się, że odgrywają one rolę w emisji rzadkich, powtarzalnych, szybkich błysków radiowych.

 

Ta plazma nazywana jest parą plazmy i bardzo różni się od większości plazm we wszechświecie. Zwykła plazma składa się z elektronów i cięższych jonów. Pary materii i antymaterii w sparowanej plazmie mają równe masy i spontanicznie tworzą się i anihilują. Zbiorowe zachowanie sparowanej plazmy bardzo różni się od normalnej plazmy.

 

Ponieważ siła pól magnetycznych jest tak ekstremalna, naukowcy wymyślili sposób na stworzenie bliźniaczej plazmy w laboratorium przy użyciu innych środków, konkretnie laserów.

 

Prace zespołu zostały opublikowane w czasopiśmie Physics of Plasmas.

Ocena: 

5
Średnio: 5 (1 vote)
Dodaj komentarz

loading...

Skomentuj