¿Qué especulación está ocurriendo en la comunidad de astrofísica sobre la medición de la luz polarizada asociada con el evento de explosión de rayos gamma de junio de 2016?

El resultado de la medición de Fermi-LAT del que está hablando se publicó esta semana en Nature (http://www.nature.com/nature/jou…) y causó un gran revuelo en la comunidad científica de rayos gamma.

Empecemos. Entonces, el evento que fue captado por el telescopio Fermi se llama 160625B, según la fecha de observación, 25 de junio de 2016. Esta es la forma habitual de designar eventos astrofísicos. Ahora, lo primero que hay que aclarar es que aunque los GRB son uno de los eventos más poderosos, este en particular estuvo a unos 9 mil millones de años de distancia y posteriormente tiene un poder insignificante, y todos estamos afortunadamente vivos. En realidad, este tipo de eventos son bastante comunes. Solo para darle una estimación, potencia de salida de GRB que está alrededor de [matemática] \ sim 10 ^ {44} -10 ^ {47} [/ matemática] Watts (Explosión de rayos gamma más extrema jamás vista por Fermi Gamma -ray Space Telescope), mucho más alto que el sol [math] \ sim 10 ^ {26} [/ math] Watts, y los GRB cercanos tendrán consecuencias devastadoras si apuntan a la dirección de la tierra.

Fuente de la imagen (Phys.org)

Particularmente para este evento, el aumento inicial de fotones fue captado por el telescopio LAT (basado en el espacio) y, luego, la polarización de ellos (fotones) fue medida por el telescopio MASTER basado en tierra, a los pocos minutos de la medición inicial del aumento de fotones. Entonces, después de la identificación inicial del evento por parte de Fermi-LAT, envió las coordenadas celestes al observatorio terrestre “MASTER”.

MASTER, el telescopio terrestre se coloca en diferentes países (principalmente Rusia, Sudáfrica, Argentina y España), y la polarización se midió en el Instituto de Astrofísica de Tenerife (España). Esta parte es de extrema importancia y hace que este evento sea excepcional.

En resumen, el resultado muestra que la energía de los chorros al comienzo de la producción fue causada por el campo magnético del agujero negro y con el tiempo se descompone y la materia comienza a dominar. Esto va en contra de algunas teorías donde, se sugirió que solo el campo de la materia es responsable de los aviones.

Ahora con un poco más de detalle … Solo para aclarar que estos chorros de rayos gamma son el resultado de electrones altamente energéticos (arrojados por la estrella moribunda, supernova, agujero negro, etc.) y estos electrones altamente energéticos pueden producir rayos gamma a través de 3 procesos:

  1. Radiación muy básica del cuerpo negro a alta temperatura (regla general: a mayor energía de los electrones, mayor es la temperatura).
  2. Radiación inversa de Compton: proceso en el que las partículas cargadas (en este caso, los electrones) transfieren energía a los fotones.
  3. Radiación de sincrotrón: este tipo de radiación se produce cuando las partículas de carga viajan en una trayectoria curva. Más parecido al movimiento de partículas de carga en presencia de un fuerte campo magnético y este principio se usa en LHC.

Déjame ir un poco técnico solo por una línea. ¡Entre estos procesos, solo la radiación sincrotrón es capaz de producir polarización en el modelo en el eje y el boom! ahí tienes.

Dado que la polarización se observó en el comienzo del estilo inicial de rayos gamma (como mencioné antes, por MASTER en cuestión de minutos desde la medición de Fermi-LAT), de esto se concluyó que existe un fuerte vínculo entre la radiación sincrotrón ( posteriormente el campo magnético) y las explosiones de rayos gamma.

No había mucha evidencia de este tipo de medición antes de esta observación y claramente arroja una luz fuerte en el mecanismo de aceleración relativamente desconocido de los chorros de rayos gamma.

Ahora es el momento para que los teóricos piensen en el posible mecanismo de un campo magnético fuerte y, en consecuencia, carguen la aceleración de partículas para justificar la medición. Resultado excepcional de hecho !!

PD: Estudio sobre la propagación de rayos cósmicos en nuestra galaxia, así que traté de escribir lo más fácil posible dentro de mi entendimiento. Sin embargo, el campo magnético en el entorno de las estrellas de neutrones, supernovas y agujeros negros que pueden causar estos estallidos de rayos gamma es muy hipotético y extremadamente complicado, y no soy un experto o tal vez un novato. Entonces, si tiene alguna sugerencia y corrección, ¡hágamelo saber!

Gracias !!!

Bueno, todavía se discute el mecanismo básico de los GRB. Ha quedado claro durante algún tiempo que la emisión de energía se transmite, ya que la luminosidad isotrópica equivalente sería imposiblemente grande.

La teoría dominante ha sido que la naturaleza muy diversa de la estructura temporal de los GRB argumenta a favor de un mecanismo mediante el cual la emisión de energía es generada por ondas de choque hiper-relativistas que encuentran materia en las nubes a cierta distancia de la fuente o el motor, sea lo que sea. .

Entonces podría producir los rayos gamma suaves a través de la dispersión inversa de Compton.

Nadie sabe cuál es el motor, con seguridad, y puede que no sea el mismo para todas las explosiones. Los mecanismos propuestos incluyen colisiones de estrellas de neutrones y mecanismos impulsados ​​por agujeros negros. La energía asociada en cualquier caso podría ser lo suficientemente grande como para dar cuenta de la potencia radiada que se ve.

El problema ha sido explicar cómo los rayos gamma saldrían en el caso de una colisión de estrella de neutrones-estrella de neutrones, ya que la densidad bariónica sería alta y eso tendería a detener los rayos gamma.

Sin embargo, la observación de luz fuertemente polarizada simultáneamente con los rayos gamma es muy significativa, ya que sugiere que hubo campos magnéticos fuertes involucrados en la producción de la primera parte del chorro.

Eso sugiere que la fuente del estallido temprano de rayos gamma cortos, en oposición a la estructura a tiempo completo, fue la radiación sincrotrónica en algún tipo de campos magnéticos muy fuertes.

Es una observación muy significativa y bien podría tender a defender un mecanismo basado en un agujero negro. Pero no está claro para mí que las estrellas de neutrones no puedan tener campos magnéticos suficientemente fuertes.

Además, todavía no estoy muy claro en cuanto a la estructura a tiempo completo de la luz polarizada: esta explosión consta de tres sub-ráfagas, una muy corta y dos más largas.

Entonces no diría que la observación será concluyente.

Todavía es temprano, pero creo que la principal especulación será que al menos parte de la emisión de energía está dominada por el campo magnético, y habrá campamentos que argumentan que esto dice con certeza que el motor es un agujero negro, mientras que otros aún dirán que son estrellas de neutrones

Algunas personas incluso dicen que es el colapso de una gran estrella en un agujero negro lo que causa la emisión.

La observación de la luz polarizada simultáneamente con los gammas muy posiblemente ayudará a eliminar algunos de los modelos teóricos.

Por lo tanto, habrá mucha especulación.