Vědci vyřešili záhadu za hypernovy a gama paprsky

Supernova je v podstatě jasným zábleskem explodující hvězdy, která svítí jasněji než celá galaxie, ve které sídlí, a vyzařuje více energie, než dokáže běžná hvězda produkovat po celou dobu životnosti. Výbušné výboje záření vyzařují hvězdný materiál rychlostí 30 000 kilometrů za sekundu, neboli přibližně 10% rychlosti světla.

To je toho. A hypernova je 10 až 100 krát silnější než supernova. Jsou to nejdynamičtější události ve známém vesmíru mimo Velký třesk.

Bohužel o hypernovách vlastně nevíme o nic víc a nejsou snadno studovatelné. Ale moderní technologie nám daly několik způsobů, jak studovat tyto gargantuánské nebeské jevy ve formě počítačových simulací.

Vědci z University of California, Berkeley, použili superpočítačové simulace 10 milisekundového zhroucení masivní hvězdy - více než 25krát větší než slunce - do neutronové hvězdy, aby ukázali, jak hypernovy mohou generovat magnetická pole potřebná k tomu, aby hvězda náhle explodují a vydávají hromové záblesky paprsků gama, které lze vidět v polovině vesmíru.

Zjištění zveřejněná v pondělí v časopise Příroda, ilustrují, jak rotující hvězda, která se zhroutí, způsobí, že její magnetické pole se otáčí rychleji s každým otočením, což má za následek dynamo, které vyvolává magnetické pole, které roste o milion miliard krát větší než magnetické pole Země.

Dynamo je v podstatě elektrický generátor, který vytváří elektrický proud otáčením vodičů magnetickým polem. Hvězdná dynama fungují stejným způsobem a vytvářejí elektrické proudy rotací hvězdy.

Pro hvězdy však proudy zvyšují magnetické pole ve smyčce zpětné vazby, což má za následek magnetická pole, která jsou téměř nepochopitelná ve velikosti a velikosti.

Síla těchto polí může vytvořit hypernovou explozi, stejně jako vytvořit dlouhé výbuchy intenzivních paprsků gama.

"Lidé věřili, že tento proces by mohl fungovat," uvedl hlavní tiskový autor Phillip Mosta v tiskové zprávě. "Teď to vlastně ukazujeme."

Samozřejmě to trvalo 130 000 počítačových jader, které fungovaly vedle sebe po dobu dvou týdnů přímo, aby získali data, která skutečně ukazují, jak tento proces funguje. Simulace proběhly v Blue Waters, jednom z nejvýkonnějších superpočítačů na světě, který se nachází na University of Illinois v Urbana-Champaign.

Pochopení toho, jak hypernovas funguje, je nezbytné k tomu, abychom se naučili více o životech hvězd a pochopili, jak kosmické jevy jako novas pomáhají vytvářet velmi těžké prvky, které nacházíme v přírodě. Vědět, jak proces funguje, může také vrhnout světlo na to, jak některé neutronové hvězdy vyvíjejí své vlastní obrovské magnetické pole - a stávají se takzvanými „magnetary“.

Další praktičtější hodnotou je naučit se, jak by mechanismus dynama mohl pracovat na tvorbě přírodních událostí na Zemi. Výsledky by například mohly lépe vysvětlit, jak malé turbulence v atmosféře Země rostou do větších povětrnostních událostí, jako jsou hurikány nebo tajfuny.

„To, co jsme udělali, jsou první globální simulace tohoto velmi vysokého rozlišení, které skutečně ukazují, že toto velké globální pole vytvoříte z čistě turbulentního,“ řekla Mosta.

Je to jen další způsob, jak nám studium astrofyziky vesmíru může pomoci pochopit život na Zemi.