Emek harcama, Düşen Yıldız Tozu, Kararsız Jetler Kullanarak Yanıp Sönen Gama Işını Patlamalarını Açıklıyor

Astrofizikçiler, dönen bir kara deliğin doğumundan çöken yıldızdan fazlaca uzaktaki emisyonuna kadar bir jetin tüm evriminin ilk 3 boyutlu simülasyonunu geliştirdiler. Simülasyon, yıldız çökerken, malzemesinin siyahın çevresinde dönen diskin üstüne düştüğünü gösteriyor. delik. Düşen bu araç-gereç diski yatırır ve karşılığında, orijinal yörüngesine dönmek için savaşım ederken sallanan jeti yatırır. Titreyen jet, Gama Işını Patlamalarının niçin yanıp söndüğüne dair uzun süredir devam eden gizemi açıklar ve bu patlamaların daha da ender bulunduğunu gösterir. Bu jetler, Büyük Patlama’dan bu yana evrendeki en enerjik ve aydınlık vakalar olan Gama Işını Patlamalarını (GRB’ler) ürettiğinden, simülasyonlar bu garip, yoğun ışık patlamalarına ışık tuttu. Yeni bulguları, GRB’lerin niçin sessiz anlarla gizemli bir halde noktalandığına dair uzun süredir devam eden soruya bir izahat içeriyor – kuvvetli emisyonlar ve ürkütücü derecede sessiz bir sessizlik içinde yanıp sönüyor. Yeni simülasyon ek olarak GRB’lerin öncesinden düşünülenden daha da ender bulunduğunu gösteriyor. Yeni emek harcama 29 Haziran’da Astrophysical Journal Letters’da gösterildi. Bir jetin tüm evriminin ilk tam 3D simülasyonunu işaret ediyor – kara deliğin yakınında doğumundan çöken yıldızdan kaçtıktan sonrasında emisyonuna kadar. Araştırmayı yöneten Northwestern Üniversitesi’nden Ore Gottlieb, yeni model bununla beraber büyük ölçekli bir jetin şimdiye kadarki en yüksek çözünürlüğünde olan simülasyonu. “Bu jetler evrendeki en kuvvetli vakalar” dedi. “Önceki emek harcamalar iyi mi çalıştıklarını anlamaya çalıştı, sadece bu emek harcamalar hesaplama gücü ile sınırlıydı ve birçok varsayımı içermesi gerekiyordu. Jetin tüm evrimini en başından – bir kara deliğin doğumundan itibaren – modelleyebildik. Jetin yapısı hakkında hiçbir şey varsaymadan. Jeti kara delikten emisyon bölgesine kadar takip ettik ve önceki çalışmalarda gözden kaçan süreçleri bulduk.” Gottlieb, Northwestern’in Astrofizikte Disiplinlerarası Bulgu ve Araştırma Merkezi’nde bir Rothschild Üyesidir. (CIERA). Makaleyi, Northwestern’deki Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde fizik ve astronomi alanında destek doçent olan CIERA üyesi Sasha Tchekhovskoy ile beraber yazdı. kara delik oluşturur. Gaz dönen kara deliğe düştüğünde, enerji verir – çöken yıldıza bir jet fırlatır. Jet, sonunda ondan kaçana kadar yıldızı yumruklar ve ışık hızına yakın hızlarda hızlanır. Gottlieb, yıldızdan kurtulduktan sonrasında, jet parlak bir GRB üretir. “Jet, yıldızın ortalama 30 katına yada kara deliğin bir milyon katına ulaştığında bir GRB üretir.” “Başka bir deyişle, kara delik bir plaj topu boyutundaysa, jetin bir GRB üretebilmesi için tüm Fransa boyutunda genişlemesi gerekir.” Bu ölçeğin büyüklüğünden dolayı, önceki simülasyonlar bunu başaramadı. jetin doğuşunun ve sonraki yolculuğunun tam evrimini modelleyin. Varsayımları kullanarak, önceki tüm emek harcamalar jetin bir eksen süresince yayıldığını ve asla o eksenden sapmadığını buldu. Sadece Gottlieb’in simülasyonu fazlaca değişik bir şey gösterdi. Yıldız bir kara deliğe çökerken, o yıldızdan gelen araç-gereç, kara deliğin çevresinde dönen manyetize gaz diskinin üstüne düşer. Düşen araç-gereç diskin eğilmesine niçin olur ve bu da jeti yatırır. Jet, orijinal yörüngesiyle tekrardan hizalanmaya çalışırken, çöküşün içinde sallanır. Bu sallanma, GRB’lerin niçin yanıp söndüğüne dair yeni bir izahat sağlar. Sessiz anlarda jet durmaz – emisyonu Dünya’dan uzaklaşır, bu yüzden teleskoplar onu gözlemleyemez. “GRB’lerden gelen emisyon daima düzensizdir,” dedi Gottlieb. “Emisyonda ani artışlar ve peşinden birkaç saniye yada daha uzun devam eden durgun bir süre görüyoruz. Bir GRB’nin tüm süresi ortalama bir dakikadır, bu yüzden bu durgun zamanlar toplam sürenin göz ardı edilemez bir kısmıdır. Önceki modeller değildi. Bu durgun zamanların nereden geldiğini açıklayabiliyor.Bu sallanma naturel olarak bu fenomene bir izahat getiriyor.jeti bizlere doğrulttuğunda gözlemliyoruz.Fakat jet yalpalayarak bizlerden uzağa işaret ettiğinde, emisyonunu göremeyiz.Bu Einstein’ın görelilik teorisinin bir parçası.” Ender daha ender hale gelir Bu titrek jetler ek olarak GRB’lerin oranı ve doğası hakkında yeni bilgiler sağlar. Önceki emek harcamalar, çöken kayaların ortalama yüzde 1’inin GRB ürettiğini tahmin etmesine karşın, Gottlieb, GRB’lerin aslen fazlaca daha ender olduğuna inanıyor. Eğer jet bir eksen süresince hareket etmekle sınırlandırılsaydı, o süre gökyüzünün yalnızca ince bir dilimini kaplardı – gözlem olasılığını sınırlandırırdı. BT. Sadece jetin titrek doğası, astrofizikçilerin GRB’leri değişik yönlerde gözlemleyebileceği ve onları tespit etme olasılığını artırabileceği anlamına gelir. Gottlieb’in hesaplamalarına bakılırsa, GRB’ler öncesinden düşünülenden 10 kat daha çok gözlemlenebilir, bu da astrofizikçilerin daha ilkin düşünülenden 10 kat daha azca GRB’yi kaçırılmış olduğu anlamına geliyor.” Düşünce şu ki, GRB’leri gökyüzünde belirli bir oranda gözlemliyoruz ve öğrenmek istiyoruz. Gottlieb, evrendeki gerçek GRB oranı hakkında” dedi. “Gözlenen ve gerçek oranlar farklıdır, bu sebeple yalnızca bizlere işaret eden GRB’leri görebiliriz. Bu, GRB’lerin gerçek oranını çıkarabilmek için bu jetlerin gökyüzünde kapladığı açı hakkında bir şeyler varsaymamız gerektiği anlamına gelir. GRB’lerin ne kadarını kaçırdığımızdır. Sallanma, saptanabilir GRB’lerin sayısını artırır, bu yüzden gözlemlenenden gerçek orana doğru olan düzeltme daha küçüktür. Daha azca GRB’yi kaçırırsak, o süre gökyüzünde genel olarak daha azca GRB vardır.” doğru, Gottlieb, o süre jetlerin bir çok ya asla fırlatılamaz ya da bir GRB üretmek için çöküşten kaçmayı asla başaramaz. Bunun yerine içeride gömülü bırakılırlar. Karışık enerji Yeni simülasyonlar, jetlerdeki manyetik enerjinin bir kısmının kısmen termal enerjiye dönüştüğünü de ortaya çıkardı. Bu, jetin, GRB’yi üreten manyetik ve termal enerjilerin hibrit bir bileşimine haiz bulunduğunu göstermektedir. GRB’lere güç elde eden mekanizmaları anlamada ileriye doğru atılmış büyük bir adım olarak, bu, araştırmacıların GRB’lerin emisyon zamanında jet bileşimini çıkardıkları ilk zamandır.” “dedi Gottlieb. “Aksi takdirde, çöken bir yıldızda ne işe yaradığını öğrenmek zor bu sebeple ışık yıldızın içinden kaçamaz. Sadece jet emisyonundan – jetin tarihini ve onları fırlatan sistemlerden taşımış olduğu detayları öğrenebiliriz.” Yeni simülasyonun en büyük ilerlemesi kısmen hesaplama gücünde yatmaktadır. Oak Ridge, Tennessee’deki Oak Ridge Liderlik Hesaplama Tesisindeki süper bilgisayarlarda “H-AMR” kodunu kullanan araştırmacılar, merkezi işlem birimleri (CPU’lar) yerine grafik işlem birimlerini (GPU’lar) kullanan yeni simülasyonu geliştirdiler. Bilgisayar grafiklerini ve görüntü işlemeyi manipüle etmede son aşama verimli olan GPU’lar, bir ekranda görüntülerin oluşturulmasını hızlandırır.

Teknoloji Haberleri