النجوم بحاجة إلى شريك لإنشاء ألمع انفجارات الكون ، ادعاءات الدراسة

النجوم بحاجة إلى شريك لإنشاء ألمع انفجارات الكون ، ادعاءات الدراسة

لاحظت دراسة حديثة أجرتها جامعة وارويك أن النجوم يجب أن تكون في أنظمة ثنائية لإنشاء رشقات أشعة جاما. انفجارات أشعة جاما هي أذكى انفجارات الكون ، التي تسببها النجوم الهائلة الهائلة. تم تصميم الآلاف من أنظمة النجوم الثنائية للدراسة ووجدت أن تأثيرات المد والجزر الناتجة عن نجم مصاحب تحافظ على دوران النجوم المنهارة وتنتج نفاثة من المواد.

يشير علماء الفلك في الجامعة إلى أن أكبر وألمع الانفجارات التي شوهدت في الكون تأخذ نجمتين لتنفجر أشعة غاما.

البحث الجديد يحل لغز كيف تدور النجوم بسرعة كافية لتهيئة الظروف اللازمة لإطلاق نفاثة من المواد شديدة النشاط في الفضاء ووجد أن آثار المد والجزر مثل تلك الموجودة بين القمر والأرض هي الحل.

تم الاكتشاف ، حسبما ورد في الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية ، باستخدام نماذج محاكاة لآلاف أنظمة النجوم الثنائية ، أي الأنظمة الشمسية التي لها نجمان يدوران حول بعضهما البعض.

يوجد أكثر من نصف النجوم في أنظمة النجوم الثنائية. يوضح هذا البحث الجديد أنهم بحاجة إلى أن يكونوا في أنظمة النجوم الثنائية من أجل إنشاء انفجارات هائلة. يحدث انفجار أشعة غاما الطويل (GRB) ، وهو النوع الذي تم فحصه في هذه الدراسة ، عندما ينجم نجم ضخم يبلغ عشرة أضعاف حجم شمسنا فوق سوبر نوفا ، وينهار إلى نجم نيوتروني أو ثقب أسود ويطلق نفاثة نسبية من المواد إلى الفضاء .

وبدلاً من انهيار النجم شعاعيًا إلى الداخل ، يتم تسويته لأسفل في قرص للحفاظ على الزخم الزاوي. مع هبوط المادة إلى الداخل ، يطلقها الزخم الزاوي في شكل نفاثة على طول المحور القطبي.

ولكن من أجل تكوين تلك المجموعة من المواد ، يجب أن يكون النجم يدور بسرعة كافية لإطلاق المواد على طول المحور. هذا يمثل مشكلة لأن النجوم عادة ما تفقد أي تدور يكتسبونه بسرعة كبيرة. من خلال نمذجة سلوك هذه النجوم الهائلة عند انهيارها ، تمكن الباحثون من تقييد العوامل التي تتسبب في تكوين طائرة.

ووجدوا أن تأثيرات المد والجزر من أحد الجيران القريبين - وهي نفس التأثير الذي يحبس القمر والأرض معًا في دورانها - يمكن أن تكون مسؤولة عن دوران هذه النجوم بالمعدل اللازم لإنشاء انفجار أشعة جاما.

إن انفجارات أشعة جاما هي أكثر الأحداث إشراقًا في الكون ويمكن ملاحظتها من الأرض عندما يتم توجيه نفاثها من المواد مباشرة إلينا. هذا يعني أننا لا نرى سوى حوالي 10-20 في المائة من GRBs في سمائنا.

شارك المؤلف الرئيسي آشلي كريمز ، طالب دكتوراه في قسم الفيزياء بجامعة وارويك ، "نحن نتوقع أي نوع من النجوم أو الأنظمة تنتج انفجارات أشعة غاما ، والتي تعد أكبر انفجارات في الكون. حتى الآن لم يكن واضحًا. أي نوع من النجوم أو الأنظمة الثنائية تحتاج إلى إنتاج تلك النتيجة.

وأضاف آشلي: "كان السؤال هو كيف يبدأ النجم في الدوران أو يحافظ على دورانه مع مرور الوقت. لقد وجدنا أن تأثير المد النجم على شريكه يمنعهم من التباطؤ وفي بعض الحالات يلفهم". .

وقال أيضًا: "إنهم يسرقون طاقة الدوران من رفيقهم ، ومن ثم فهي تنجرف بعيدًا. ما قررناه هو أن غالبية النجوم تدور بسرعة على وجه التحديد لأنها في نظام ثنائي".

تستخدم الدراسة مجموعة من نماذج التطور النجمية الثنائية التي أنشأها باحثون من جامعة وارويك والدكتور ج. ج. إلدريدج من جامعة أوكلاند.

باستخدام تقنية تسمى التوليف السكاني الثنائي ، يمكن للعلماء محاكاة هذه الآلية في مجموعة تضم الآلاف من أنظمة النجوم وبالتالي تحديد الأمثلة النادرة التي يمكن أن يحدث فيها انفجار من هذا النوع.

وقالت الدكتورة إليزابيث ستانواي ، من قسم الفيزياء بجامعة وارويك ، "لم يصمم العلماء بالتفصيل التطور الثنائي في الماضي لأنها عملية حسابية معقدة للغاية".

وفقًا لـ Stanway ، نظر هذا العمل في آلية مادية ضمن تلك النماذج التي لم نقم بفحصها من قبل ، وهذا يشير إلى أن الثنائيات يمكنها إنتاج ما يكفي من GRBs باستخدام هذه الطريقة لشرح الرقم الذي نلاحظه.

إنها تشعر أيضًا أنه كانت هناك أيضًا معضلة كبيرة حول معدني النجوم التي تنتج رشقات أشعة جاما. كعلماء فلك ، نقيس تكوين النجوم والمسار السائد في رشقات أشعة جاما يتطلب عددًا قليلًا جدًا من ذرات الحديد أو العناصر الثقيلة الأخرى في الغلاف الجوي النجمي.

كان هناك لغز حول لماذا نرى مجموعة متنوعة من التراكيب في النجوم تنتج رشقات أشعة غاما ، وهذا النموذج يقدم تفسيراً.

أوضح آشلي كذلك ، "هذا النموذج يسمح لنا بالتنبؤ بما يجب أن تبدو عليه هذه الأنظمة من حيث درجة الحرارة واللمعان ، وما هي خصائص الشخص المصاحب. من المحتمل أننا مهتمون الآن بتطبيق هذا التحليل لاستكشاف الفيزياء الفلكية المختلفة العابرون ، مثل رشقات الراديو السريعة ، ويمكن أن يصوروا الأحداث النادرة مثل الثقوب السوداء التي تتحول إلى نجوم.