Gamma-Ray Burst: กำเนิดหลุมดำ

Gamma-Ray Burst: กำเนิดหลุมดำ

การระเบิดของรังสีแกมมาซึ่งเป็นการระเบิดของจักรวาลที่รุนแรงที่สุดคือการแจ้งเกิดของหลุมดำ รายงานใหม่หลายฉบับสนับสนุนแนวคิดที่ได้รับความนิยมมากขึ้นนี้ แต่พวกเขาไม่เห็นด้วยว่าหลุมดำเกิดขึ้นได้อย่างไรและเมื่อใดซุปเปอร์เจ็ท. ในแบบจำลองคอลลาปซาร์ ไอพ่นจากหลุมดำทำให้เกิดการระเบิดของรังสีแกมมาและซูเปอร์โนวา

สเปกตรัม ASTRO

ตามทฤษฎีหนึ่งที่เรียกว่าแบบจำลองการยุบตัว (collapsar model) แรงโน้มถ่วงจะบดขยี้แกนกลางของดาวฤกษ์ที่มีมวลอย่างน้อย 20 เท่าของดวงอาทิตย์ลงสู่หลุมดำอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นเถ้าถ่านที่มีความหนาแน่นสูงมากซึ่งแรงโน้มถ่วงนั้นแข็งแกร่งมากจนแม้แต่แสงก็ไม่สามารถหลุดรอดไปได้ . เจ็ตของอนุภาคย่อยของอะตอมที่เกิดขึ้นภายในจานหมุนวนของวัสดุรอบๆ หลุมดำพุ่งออกไปด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง สิ่งนี้ทำให้เกิดการระเบิดของรังสีแกมมาพลังงานสูงซึ่งกินเวลาตั้งแต่วินาทีจนถึงหลายนาที ในเวลาเดียวกัน ไอพ่นยังพัดชั้นนอกของดาวที่ยุบตัวแยกออกจากกัน ก่อให้เกิดการระเบิดซูเปอร์โนวาแบบกลียุคแต่มีพลังน้อยกว่า (SN: 7/10/99, p. 28)

แบบจำลองนี้คาดการณ์ว่าผู้สังเกตการณ์จะตรวจพบการระเบิดของรังสีแกมมาก่อน เฉพาะเมื่อแสงระเรื่อจางลงเท่านั้น พวกเขาจึงจะเห็นความสว่างที่เพิ่มขึ้นชั่วคราว เนื่องจากแสงของซุปเปอร์โนวาครอบงำการแผ่รังสีอย่างกะทันหัน

ในทฤษฎีการแข่งขันที่เรียกว่าแบบจำลองซูปราโนวา 

ซูเปอร์โนวาจะเกิดขึ้นก่อนและตามมาด้วยการระเบิดของรังสีแกมมาในอีกไม่กี่วันต่อมา ในสถานการณ์นี้ ดาวมวลมากหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วจนไม่สามารถยุบตัวเป็นหลุมดำได้ทันที แต่จะก่อตัวเป็นเถ้าถ่านที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าเป็นการชั่วคราว ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนมวลหนักพิเศษ ในกระบวนการนี้ คลื่นกระแทกจะพ่นชั้นนอกของดาวในการระเบิดของซุปเปอร์โนวา ต่อมา การหมุนของดาวนิวตรอนมวลหนักยิ่งยวดนี้ถูกทำให้ช้าลงโดยสนามแม่เหล็กของมันเอง และร่างกายก็ไม่สามารถต้านทานชะตากรรมของมันได้อีกต่อไป แรงโน้มถ่วงบีบมันลงจนเป็นหลุมดำ และในที่สุดก็เกิดการระเบิดของรังสีแกมมา

เอกสารสองฉบับที่กำหนดไว้สำหรับAstrophysical Journal Letters ที่กำลังจะมาถึง ดูเหมือนจะสนับสนุนแบบจำลอง collapsar Joshua S. Bloom จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียในพาซาดีนาและผู้ร่วมงานของเขาศึกษาแสงระเรื่อของการปะทุของรังสีแกมมาที่ใกล้เคียงที่สุดซึ่งเป็นที่รู้จักมากที่สุด GRB 011121 ซึ่งบันทึกเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน 2544 ตรวจสอบแสงระเรื่อที่มองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้า ทีมงานพบหลักฐานของ “ตุ่มแดง” ในแสงที่จางลง การชนนี้มีสีที่แน่นอนจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวาในตำแหน่งเดียวกับการระเบิด

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

สัญญาณที่คล้ายกันของซูเปอร์โนวาถูกพบในสายัณห์ของการปะทุครั้งอื่นๆ แต่ทีมตั้งข้อสังเกตว่าไม่เคยชัดเจนขนาดนั้น นักวิจัยยังไม่สามารถแยกแยะแบบจำลองที่สามารถสร้างชนสีแดงโดยไม่ต้องเรียกซูเปอร์โนวา

อย่างไรก็ตาม Bloom และผู้ร่วมงานของเขากล่าวว่าผลลัพธ์ของพวกเขาไม่รวมแบบจำลองซูปราโนวา เนื่องจากซูเปอร์โนวาที่เสนอจะต้องระเบิดในเวลาเดียวกับการระเบิดแทนที่จะเป็นหลายวันหรือหลายเดือนก่อนหน้านั้น

อย่างไรก็ตาม ในบทความในวารสารNature ฉบับวันที่ 4 เมษายน เจมส์ อาร์. รีฟส์แห่งมหาวิทยาลัยเลสเตอร์ในอังกฤษและเพื่อนร่วมงานของเขาได้ข้อสรุปที่ต่างออกไป ข้อโต้แย้งของพวกเขาขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์แสงระเรื่อของรังสีเอกซ์ของการปะทุของรังสีแกมมาที่บันทึกไว้เมื่อวันที่ 11 ธันวาคม 2544 และขนานนามว่า GRB 011211

การศึกษาสเปกตรัมของแสงระเรื่อจากการระเบิดด้วยกล้องโทรทรรศน์ X-Ray Multi-Mirror-Newton ขององค์การอวกาศยุโรป รีฟส์และผู้ร่วมงานของเขาพบร่องรอยของแมกนีเซียม กำมะถัน ซิลิกอน อาร์กอน และแคลเซียม ธาตุหนักเหล่านี้เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันภายในแกนกลางของดาวฤกษ์ และถูกเหวี่ยงขึ้นสู่อวกาศโดยการระเบิดของซุปเปอร์โนวา ทีมงานของรีฟประเมินว่าเปลือกที่ร้อนและขับเคลื่อนด้วยซูเปอร์โนวาซึ่งมีองค์ประกอบเหล่านี้กำลังขยายตัวออกไปสู่อวกาศด้วยความเร็วหนึ่งในสิบของความเร็วแสง

จากอัตราการขยายตัวนี้และขนาดโดยประมาณของเปลือก นักวิจัยพบว่าซูเปอร์โนวาระเบิดเร็วกว่าการระเบิดของรังสีแกมมาประมาณ 4 วัน ดูเหมือนว่าจะรองรับรุ่นซูปราโนวา

นักทฤษฎีสแตน วูสลีย์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ ผู้ช่วยพัฒนาแบบจำลองคอลลาปซาร์กล่าวว่า ไม่ว่าแบบจำลองใดจะชนะในท้ายที่สุด “หลักฐานที่มีมากกว่าในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าการระเบิดของรังสีแกมมาเกิดขึ้นพร้อมกันและเป็นผลโดยตรงจากการเสียชีวิต ของดาวฤกษ์มวลมาก” และทำให้เกิดหลุมดำ

Credit : สล็อตเว็บตรง