De hypernova-cocons zullen de bron zijn van zwaartekrachtgolven

De theorie van elektromagnetische golven, ontdekt door James Clerk Maxwell in de 19e eeuw^H Hoorn, heel duidelijk, alles wat nodig is, is een versnelde beweging van een elektrische puntlading om de straling te krijgen. Ook zal elke verdeelde lading, op voorwaarde dat de onderdelen versnelde bewegingen uitvoeren, elektromagnetische golven uitstralen. Technisch gesproken zeggen natuurkundigen dat we in de aanwezigheid zijn van dipoolachtige straling. U kunt een idee krijgen van wat het is door online te zoeken bekende cursussen Nobelprijs voor natuurkunde Richard Feynman voor beginners.

Ongeveer 50 jaar na Maxwells theoretische ontdekking van elektromagnetische golven maakte Einstein zwaartekrachtgolven. Omdat de zwaartekracht zoveel zwakker is dan de elektromagnetische kracht, zijn er in feite astronomische massa’s en versnellingen nodig om de zwaartekrachtgolven te produceren die op aarde kunnen worden waargenomen met detectoren zoals Ligo en Virgo. In dit geval de botsingen van compacte sterren met meerdere zonsmassa’s en met een snelheid die de snelheid van het licht benadert.

Zwaartekracht “licht”.

Het is bekend dat er pulsars zijn die kunnen worden beschreven als soorten bijna perfecte bollen die periodiek worden vergroot en samengetrokken. Je zou naïef kunnen denken dat dit bronnen van zwaartekrachtgolven zijn, want dat zijn ze tenslotte ook Schrödinger legde dit uit in zijn verhandeling over de algemene relativiteitstheoriede theorie van de emissie en absorptie van elektromagnetische golven en de theorie van zwaartekrachtgolven lijken sterk op het punt dat van laatstgenoemde niet kan worden gesproken als zwaartekracht “licht”.

In de algemene relativiteitstheorie liggen de zaken echter gecompliceerder omdat straling van het zogenaamde bipolaire type verboden is: er is nog steeds, in de taal van de natuurkundigen, alleen vierhoekige straling mogelijk, dat wil zeggen, het vereist een asymmetrische massaverdeling. bewegingen. Dus als een ster in een supernova op een ongeveer symmetrische manier explodeert, zal ze niet meer straling uitzenden dan een pulsar, ook hier volgens sferische symmetrie.

Maar, zoals uitgelegd in een persbericht van de Northwestern University in de VS, stuitten sommige relativistische natuurkundigen op een verrassing bij het uitvoeren van simulaties van de zwaartekrachtgolven die bepaalde gammastraaluitbarstingen ook kunnen uitzenden. Die het resultaat zijn van instortende sterren die een zwart gat in hun instortende kern spuwen, een zwart gat dat zichzelf omringt in een accretieschijfproces en twee stralen materiaal genereert die de lagen van de instortende sterren doorboren. In dit scenario hebben we het over een hypernova, of een superlichtgevende supernova (in het Engels SLSN voor Superlichtgevende supernova). Het is een explosie waarbij de energie vrijkomt van meer dan 100 klassieke supernova’s. Geschat wordt dat er slechts eens in de 200 miljoen jaar een hypernova in de Melkweg plaatsvindt.

In deze editie bespreekt Ore Gottlieb, Ciera Fellow bij Northwestern’s Centre for Exploration and Interdmplified Research in Astrophysics (Ciera) de ontdekking van hem en collega’s, professoren Vicky Kalogera en Alexander Tchekovskoy, postdoctorale fellows Sharan Banagiri en Jonatan Jacquemin-Ide, en afgestudeerd leerling Nick Kaz.

Een zeer fraaie artist’s impression van een hypernova-explosie met de vorming van een zwart gat in de moederster. Deze synthetische afbeeldingen illustreren het hypernova-model, dat verantwoordelijk zou moeten zijn voor het merendeel van de lange gammastraaluitbarstingen. Voordat een zeer massieve ster explodeert, vormt zich een zwart gat in plaats van zijn kern, dat vervolgens de rest van de ster opslokt. Omdat de accretieschijf zich ook vormt met stralen van deeltjes, zien we ze uit het oppervlak van de ster tevoorschijn komen en zich door het interstellaire medium verspreiden, waardoor een schokgolf ontstaat. Dan vindt daar de emissie van gammafotonen plaats. Voor een min of meer accurate Franse vertaling, klik op de witte rechthoek rechtsonder. De Engelse vertaling zou dan moeten verschijnen. Klik vervolgens op de moer rechts van de rechthoek, klik vervolgens op Ondertitels en ten slotte op Ondertiteling automatisch. Kies “Frans”. © Desy, Lab Wetenschapscommunicatie

Hete en turbulente plasmabellen

Hij begint met het uit te leggen Jets en supernovae zijn zeer energieke explosies. Maar we kunnen alleen zwaartekrachtgolven detecteren van hoogfrequente asymmetrische explosies. Supernova’s zijn min of meer bolvormig en symmetrisch, dus bolvormige explosies veranderen niets aan de evenwichtige massaverdeling in de ster om zwaartekrachtgolven uit te zenden. GRB’s duren tientallen seconden, dus de frequentie is erg klein – minder dan het frequentiebereik waar Ligo door wordt beïnvloed. »

Maar verrassend genoeg hebben simulaties van de nieuwe hypernova aangetoond dat de cocons van materie gevormd door de explosie belangrijke bronnen van zwaartekrachtgolven waren.

Eerst wilden de onderzoekers uitzoeken of de accretieschijf die zich rond een zwart gat vormt, zwaartekrachtgolven kan uitzenden. Gottlieb zegt hierover: Toen ik de zwaartekrachtgolven bij het zwarte gat berekende, vond ik een andere bron die mijn berekeningen verstoorde: de cocon. Ik probeerde hem te negeren. Maar ik ontdekte dat dat onmogelijk was. Toen besefte ik dat de cocon een opwindende bron van zwaartekrachtgolven was. Dit is met name het geval omdat, in tegenstelling tot stromen van gammastraaluitbarstingen, de zwaartekrachtgolven van de cocons zich in het frequentiebereik moeten bevinden dat Ligo en Virgo kunnen detecteren.

In een hypernova legt Gottlieb uit: ” Je start een jet diep in een ster en vecht je dan een weg naar buiten. Het is alsof je een gat in de muur boort. De roterende vijzel raakt de muur en het puin wordt weggeblazen. Net zoals een boor energie aan het materiaal geeft, gaat de straal door de ster, waardoor het materiaal van de ster, dat de hete lagen van de cocon vormt, wordt verwarmd en uitgestoten. Cocons zijn turbulente plaatsen, waar hete gassen en puin zich willekeurig mengen en vanuit de jet in alle richtingen uitzetten. Terwijl de energiebel zijn expansie vanuit het vlak versnelt, verstoort het de ruimte-tijd en creëert het zwaartekrachtgolven “.

Over het artikel waarin deze bevinding wordt ontkracht arXivGottlieb voegt toe, [son] De studie is een oproep aan de wetenschappelijke gemeenschap om de cocons te beschouwen als een bron van zwaartekrachtgolven. We weten ook dat poppen elektromagnetische straling uitzenden, dus het kunnen multi-messaging-evenementen zijn. Door ze te bestuderen, kunnen we meer te weten komen over wat er gebeurt in het binnenste van sterren, de eigenschappen van jets en hun voortplanting bij stellaire explosies. “.