เครดิตรูปภาพ: ESO
การปะทุรังสีแกมม่าเป็นการระเบิดที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล หนึ่งสามารถสร้างพลังงานมากขึ้นในไม่กี่วินาทีกว่าดวงอาทิตย์สร้างใน 10 พันล้านปี เป็นที่เชื่อกันว่าเกิดจากเมื่อดาวมวลสูงมากยุบตัวเรียกว่าไฮเปอร์โนวา นักดาราศาสตร์จากหอสังเกตการณ์ยุโรปใต้ติดตามสายัณห์ของการระเบิดเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าโพลาไรซ์ซึ่งช่วยให้พวกเขาติดตามรูปร่างของการระเบิด หากเป็นการระเบิดทรงกลมแสงจะมีขั้วแบบสุ่ม แต่พวกเขาพบว่าก๊าซกำลังไหลออกมาเป็นไอพ่นซึ่งกำลังขยายตัวเมื่อเวลาผ่านไป
“ Gamma-ray bursts (GRBs)” เป็นหนึ่งในเหตุการณ์ที่น่าทึ่งที่สุดที่รู้จักในดาราศาสตร์ฟิสิกส์ แสงรังสีแกมมาอันทรงพลังสั้น ๆ เหล่านี้ตรวจพบครั้งแรกในช่วงปลายทศวรรษ 1960 โดยดาวเทียมทางการทหารซึ่งใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งวินาทีถึงหลายนาที
GRBs ถูกค้นพบว่าอยู่ในระยะทางที่ใหญ่มาก ("จักรวาล") พลังงานที่ปล่อยออกมาภายในไม่กี่วินาทีในช่วงเหตุการณ์ดังกล่าวนั้นใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ตลอดช่วงอายุการใช้งานมากกว่า 10,000 ล้านปี GRBs เป็นกิจกรรมที่ทรงพลังที่สุดนับตั้งแต่บิ๊กแบงรู้จักกันในจักรวาล cf ESO PR 08/99 และ ESO PR 20/00
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีหลักฐานยืนยันว่า GRBs ส่งสัญญาณการล่มสลายของดาวมวลสูงมากซึ่งเรียกว่าไฮเปอร์โนวา นี่แสดงให้เห็นในที่สุดเมื่อหลายเดือนก่อนเมื่อนักดาราศาสตร์ใช้เครื่องมือ FORS บนกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) ของ ESO บันทึกรายละเอียดอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสง (“ แสงแสงระเรื่อ”) ของแกมม่า 030329 (เปรียบเทียบ ESO PR 16/03) ข้อสรุปและการเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการระเบิดรังสีแกมม่ากับการระเบิดของดาวมวลสูงมากในครั้งนี้
Gamma-Ray Burst GRB 030329 ถูกค้นพบเมื่อวันที่ 29 มีนาคม 2546 โดยยานอวกาศ High Energy Transient Explorer ของ NASA การสังเกตการณ์ติดตามด้วย UVES spectrograph ที่กล้องโทรทรรศน์ VLT KUEYEN ขนาด 8.2 ม. ที่หอดูดาว Paranal (ชิลี) แสดงให้เห็นว่าการระเบิดมีการเปลี่ยนสีแดงที่ 0.1685 [1] สิ่งนี้สอดคล้องกับระยะทางประมาณ 2,650 ล้านปีแสงทำให้ GRB 030329 เป็น GRB ระยะยาวที่ใกล้ที่สุดเป็นอันดับสองเท่าที่เคยตรวจพบ ความใกล้ชิดของ GRB 030329 ส่งผลให้มีการปล่อยก๊าซ afterglow ที่สว่างมากซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบการติดตามผลของ afterglow ใด ๆ ได้อย่างครอบคลุมที่สุด
ทีมนักดาราศาสตร์ [2] นำโดย Jochen Greiner จาก Max-Planck-Institut f? r extraterrestrische Physik (เยอรมนี) ตัดสินใจใช้ประโยชน์จากโอกาสพิเศษนี้เพื่อศึกษาคุณสมบัติโพลาไรเซชันของ GRB 030329 ที่พัฒนาขึ้นหลังจาก การระเบิด.
Hypernovae ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของ GRB นั้นอยู่ไกลมากจนสามารถมองเห็นได้ว่าเป็นจุดแสงที่ไม่ได้รับการแก้ไข ในการสำรวจโครงสร้างเชิงพื้นที่นักดาราศาสตร์จึงต้องพึ่งพากลอุบาย: โพลาไรซ์ (ดู ESO PR 23/03)
โพลาไรซ์ทำงานดังนี้: แสงประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งแกว่งไปในทิศทางที่แน่นอน (ระนาบ) การสะท้อนหรือการกระเจิงของแสงช่วยให้ทิศทางของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กอยู่เหนือแนวอื่น นี่คือเหตุผลที่แว่นตากันแดดโพลาไรซ์สามารถกรองแสงจากแสงแดดที่สะท้อนจากบ่อน้ำ
รังสีจากการปะทุของรังสีแกมม่าจะถูกสร้างขึ้นในสนามแม่เหล็กที่มีคำสั่งซึ่งเรียกว่ารังสีซินโครตรอน [3] ถ้าไฮเปอร์โนวานั้นเป็นทรงกลมแบบสมมาตรทิศทางของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดจะปรากฏอย่างเท่าเทียมกันและจะเฉลี่ยดังนั้นจึงไม่มีโพลาไรเซชันสุทธิ อย่างไรก็ตามหากก๊าซไม่ได้ถูกปล่อยออกมาอย่างสมมาตร แต่เข้าไปในเจ็ทโพลาไรซ์สุทธิเล็กน้อยจะถูกตรึงบนแสง โพลาไรซ์สุทธินี้จะเปลี่ยนไปตามกาลเวลาเนื่องจากมุมเปิดของเจ็ตกว้างขึ้นตามกาลเวลาและเราเห็นส่วนต่าง ๆ ของกรวยการปล่อย
การศึกษาคุณสมบัติโพลาไรเซชันของแสงระเรื่อของรังสีแกมมาจึงช่วยให้ได้รับความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างเชิงพื้นที่และความแข็งแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็กในภูมิภาคที่มีการสร้างรังสี Jochen Greiner กล่าวว่า“ และการทำเช่นนี้เป็นระยะเวลานานเนื่องจากสายัณห์ของแสงจะค่อยๆเลือนหายไปและมีวิวัฒนาการช่วยให้เรามีเครื่องมือวินิจฉัยที่เป็นเอกลักษณ์สำหรับการศึกษาการระเบิดของรังสีแกมม่า
แม้ว่าจะมีการตรวจวัดโพลาไรเซชันแบบเดียวของแสงจากสายแสง GRB ก่อนหน้านี้แล้ว แต่ก็ไม่มีการศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของโพลาไรเซชันเมื่อเวลา นี่เป็นงานที่มีความต้องการอย่างมากเป็นไปได้ด้วยเครื่องมือที่เสถียรอย่างยิ่งสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุด…และแสงที่ส่องผ่านมาอย่างเพียงพอ
ทันทีที่ตรวจพบ GRB 030329 ทีมนักดาราศาสตร์จึงหันไปใช้เครื่องมือหลายโหมด FORS1 ที่ทรงพลังบนกล้องโทรทรรศน์ VLT ANTU พวกเขาได้รับการสังเกตการณ์โพลาริเมทริก 31 ครั้งในช่วงเวลา 38 วันทำให้พวกเขาสามารถวัดได้เป็นครั้งแรกที่การเปลี่ยนแปลงของโพลาไรเซชันของรังสีแกมม่าแบบออพติคอลเป็นระยะเวลานาน ชุดข้อมูลการสังเกตที่เป็นเอกลักษณ์นี้บันทึกการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในวัตถุระยะไกลในรายละเอียดที่ไม่มีใครเทียบ
ข้อมูลของพวกเขาแสดงให้เห็นว่ามีโพลาไรซ์ที่ระดับ 0.3 ถึง 2.5% ตลอดระยะเวลา 38 วันโดยมีความแปรปรวนของความแข็งแกร่งและการปฐมนิเทศในช่วงเวลาที่ลดลงถึงชั่วโมง พฤติกรรมที่เฉพาะเจาะจงนี้ยังไม่ได้รับการทำนายโดยทฤษฎีที่สำคัญใด ๆ
น่าเสียดายที่กราฟแสงที่สลับซับซ้อนของ GRB นี้ไม่สามารถเข้าใจได้เพื่อป้องกันการประยุกต์ใช้โพลาไรซ์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน “ ปรากฎว่าการได้รับทิศทางของเจ็ทและโครงสร้างสนามแม่เหล็กนั้นไม่ง่ายอย่างที่เราคิดไว้ในตอนแรก” Olaf Reimer สมาชิกทีมคนหนึ่งกล่าว “ แต่การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของคุณสมบัติโพลาไรเซชันแม้ในช่วงที่ราบรื่นของส่วนโค้งแสงแสงระเรื่อ
“ อาจเป็นไปได้” Jochen Greiner กล่าวเสริม“ ระดับโพลาไรเซชันในระดับต่ำโดยรวมแสดงให้เห็นว่าความแรงของสนามแม่เหล็กในทิศทางขนานและตั้งฉากไม่แตกต่างกันมากกว่า 10% ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้สนามแม่เหล็กร่วมกับวัสดุเคลื่อนที่ สิ่งนี้แตกต่างจากสนามขนาดใหญ่ซึ่งอยู่ทางซ้ายจากดาวระเบิดและเป็นความคิดที่สร้างโพลาไรเซชันระดับสูงในรังสีแกมม่า
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
