Er gammastråleudbrud drevet af stjerner, der kollapser magnetiske felter?

Når en massiv stjerne i en fjern galakse kollapser, danner et sort hul, to gigantiske stråler af lysemitterende plasma skyder fra dens kerne. Disse ekstremt lyse gammastråleudbrud (GRB'er) er de kraftigste eksplosioner i universet, og når et jetfly peger mod Jorden, eftergløden kan detekteres fra jord- og rumbårne teleskoper. Materiale katapulterer ikke blot fra en eksploderende stjerne, den accelererer til ultrahøje hastigheder langs den smalle stråle af gammastrålen, efterlader astrofysikken forvirret over den strømkilde, der driver disse ekstraordinære eksplosioner. Nu lover en ny international undersøgelse ledet af University of Bath at kaste lys over dette mystiske fænomen.

Mange astronomer foretrækker en forklaring på GRB'er baseret på den baryoniske jetmodel. Dette angiver, at gentagne voldsomme kollisioner mellem materiale, der blev sprængt ud under eksplosionen, og materiale, der omgiver den døende stjerne, frembringer gammastråleglimt og den efterfølgende falmende efterglød - de døende gløder fra den ekspanderende ildkugle.

En anden hypotese, kaldet den magnetiske model, hævder, at en enorm, det oprindelige magnetfelt i stjernen kollapser inden for sekunder efter den første eksplosion, frigiver energi til at drive det vidunderlige eksplosion.

Nu, for første gang, et internationalt hold af forskere har fundet beviser for denne magnetiske model. Arbejder i samarbejde med forskere fra Storbritannien, Italien, Slovenien, Rusland, Sydafrika og Spanien, Bath-astrofysikere undersøgte data fra kollapset af en massiv stjerne i en galakse 4,5 milliarder lysår væk. De blev advaret om stjernens kollaps, efter at dens gammastråleblink (kaldet GRB 190114C) blev opdaget af NASAs rumbårne Neil Gehrels Swift Observatory.

Forskerne bemærkede et overraskende lavt niveau af polarisering i gammastråleudbruddet i øjeblikke lige efter stjernens kollaps, hvilket indikerer, at stjernens magnetfelt var blevet ødelagt under eksplosionen.

Nuria Jordana-Mitjans, hovedforfatter af Astrofysisk tidsskrift papir, og indehaver af Hiroko og Jim Sherwin Postgraduate Scholarship i astrofysik, sagde:"Fra tidligere undersøgelser, vi forventede at detektere polarisering så høj som 30 % i løbet af de første hundrede sekunder efter eksplosionen. Så vi blev overraskede over at måle kun 7,7 % mindre end et minut efter udbruddet, efterfulgt af et pludseligt fald til 2 % kort efter."

Hun tilføjede:"Dette fortæller os, at magnetfelterne kollapsede katastrofalt lige efter eksplosionen, frigiver deres energi og forsyner det skarpe lys, der detekteres over det elektromagnetiske spektrum."

GRB'er detekteres af dedikerede satellitter, der kredser om Jorden, ingen kan dog forudsige, hvor eller hvornår en GRB vil dukke op, så videnskabsmænd er afhængige af autonome hurtigreaktionsrobotteleskoper for at fange efterglødens hurtigt falmende lys. Sekunder efter NASA-observatoriet identificerede GRB 190114C, robotteleskoper placeret på De Kanariske Øer og Sydafrika modtog NASAs opdagelsesmeddelelse og pegede igen. Inden for et minut efter GRB-fundet, teleskoperne indsamlede data om emissionerne.

Professor Carole Mundell, leder af astrofysik ved University of Bath og medforfatter til forskningen, sagde:"Vores innovative teleskopsystemer er helt autonome, uden mennesker i løkken, så de sled meget hurtigt og begyndte at tage observationer af GRB næsten umiddelbart efter dens opdagelse af Swift-satellitten."

Prof Mundell fortsatte:"Det er bemærkelsesværdigt, at fra komforten af ​​vores eget hjem, vi var i stand til at opdage vigtigheden af ​​urmagnetiske felter til at drive en kosmisk eksplosion i en fjern galakse."