Afbeelding tegoed: NASA
De RHESSI-satelliet van NASA heeft mogelijk nieuwe aanwijzingen onthuld over de krachtigste explosies in het heelal toen hij per ongeluk een beeld van een gammastraaluitbarsting ving terwijl hij beelden vastlegde van zonnevlammen op de zon. Wat RHESSI ontdekte, is dat het licht dat uit de burst komt, gepolariseerd is, wat aangeeft dat een krachtig magnetisch veld de oorzaak zou kunnen zijn. Wanneer een gigantische ster een snel draaiend zwart gat wordt, kan hij het magnetische veld zo sterk verdraaien dat het hele object explodeert als een niet-opgerolde veer.
De RHESSI-satelliet van NASA heeft mogelijk een van de belangrijkste aanwijzingen ontdekt die tot nu toe zijn verkregen over het mechanisme voor het produceren van gammaflitsen, de krachtigste explosies in het universum. Dit was het resultaat van een toevallige waarneming door een satelliet die was ontworpen om de zon te bestuderen.
De Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) -satelliet maakte foto's van zonnevlammen op 6 december 2002, toen deze een extreem heldere gammastraaluitbarsting op de achtergrond ving, over de rand van de zon, en onthulde voor het eerst tijd dat de gammastralen in zo'n burst gepolariseerd zijn. Het resultaat geeft aan dat intense magnetische velden de drijvende kracht kunnen zijn achter deze geweldige explosies.
Zonnevlammen zijn enorme explosies in de atmosfeer van de zon, aangedreven door het plotseling vrijkomen van magnetische energie. Gammaflitsen zijn afgelegen flitsen van gammastraallicht die ongeveer een keer per dag willekeurig aan de hemel opduiken en kortstondig zo helder schijnen als een miljoen biljoen zonnen. Recente waarnemingen suggereren dat ze kunnen worden geproduceerd door een speciaal soort exploderende ster (supernova), maar niet alle supernovae genereren gammastraaluitbarstingen, dus de fysica van hoe een supernova-explosie een uitbarsting van gammastraling kan produceren, is onduidelijk.
De bevindingen worden gepresenteerd tijdens een persconferentie op de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Nashville, Tennessee, door twee University of California, Berkeley, onderzoekers: Dr. Wayne Coburn, een postdoctoraal onderzoeker aan het UC Berkeley's Space Sciences Laboratory, en Dr. Steven Boggs, assistent-professor natuurkunde. Ze zijn auteurs van een paper over deze ontdekking, gepubliceerd in het nummer van 22 mei van Nature.
"RHESSI werd de ruimte in gestuurd om de geheimen van zonnevlammen, de grootste explosies in ons zonnestelsel, te onthullen, dus ik ben verheugd dat het serendipitely nieuwe informatie heeft kunnen geven over gammastraaluitbarstingen, de grootste explosies in het hele universum, ”Zei Dr. Brian Dennis, RHESSI Mission Scientist bij NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
"Vreemd genoeg lijken magnetische velden zowel de lokale zonnevlammen aan te drijven als de verre gammastraaluitbarstingen, twee immens krachtige gebeurtenissen", voegde Dennis eraan toe.
De sterke polarisatie gemeten door RHESSI biedt volgens Boggs een uniek venster op hoe deze bursts worden aangedreven. Hij interpreteert de metingen als een uitbarsting die afkomstig is van een gebied van sterk gestructureerde magnetische velden, sterker dan de velden aan het oppervlak van een neutronenster - tot nu toe de sterkste magnetische velden die in het heelal zijn waargenomen. "De polarisatie vertelt ons dat de magnetische velden zelf als het dynamiet fungeren en de explosieve vuurbal aandrijven die we zien als een gammastraaluitbarsting", zei hij.
De gammastralen gemeten door RHESSI waren voor ongeveer 80 procent gepolariseerd, consistent met de maximaal mogelijke polarisatie van elektronen die rond magnetische veldlijnen spiralen. De spiraal zorgt ervoor dat elektronen licht produceren door "synchrotronstraling". Gepolariseerd licht, bij de meesten van ons bekend als het gereflecteerde licht dat wordt geblokkeerd door Polaroid-zonnebrillen, is licht met zijn magnetische en elektrische velden die voornamelijk in één richting trillen, niet willekeurig. Een dergelijke coherentie impliceert een onderliggende fysieke symmetrie, in dit geval uitgelijnde magnetische velden.
Hoewel de elektronen waarschijnlijk worden versneld tot bijna de lichtsnelheid in schokgolven, impliceert het feit dat de gammastralen maximaal gepolariseerd zijn, dat de schokgolven zelf worden aangedreven door een onderliggend sterk magnetisch veld.
"De hoeveelheid polarisatie die ze vonden is zo intens dat het lijkt alsof het pure synchrotronstraling is en niets anders, en alle andere theorieën zullen nu in het stof moeten bijten", zegt Dr. Kevin Hurley, een UC Berkeley gamma- ray burst-fysicus die sinds 1990 het derde interplanetaire netwerk (IPN3) van zes met elkaar verbonden satellieten bedient om gammastraaluitbarstingen te lokaliseren en astronomen onmiddellijk te waarschuwen. Voor een dergelijke nieuwe meting is echter verdere onafhankelijke bevestiging cruciaal, voegde Boggs eraan toe.
De ontdekking van polarisatie onthult hoe een gammastraaluitbarsting wordt aangedreven - door het genereren van een sterk, grootschalig magnetisch veld. De volgende vraag is: waarom leiden sommige supernova's tot een sterk, georganiseerd magnetisch veld? Dit is misschien een vraag die we alleen via de theorie kunnen beantwoorden, maar de bewijzen zijn aanwezig voor theoretici om te ontrafelen, zei Boggs.
Hoewel hij het aan theoretici overlaat om uit te zoeken hoe zulke sterke magnetische velden kunnen worden opgewekt, zei Boggs dat de burst waarschijnlijk wordt voorafgegaan door het instorten van de kern van een massieve ster direct in een zwart gat. Een zwart gat heeft zelf geen magnetisch veld, maar het lokale magnetische veld kan wel door het zwarte gat gaan. Als het snel ronddraait, zal het zwarte gat het lokale veld oprollen als een touwtje bovenop. De energiedichtheid in het dichtgewonden, gecomprimeerde veld zou uiteindelijk zo hoog worden dat het veld naar buiten zou terugveren in een enorme vuurbal, waardoor materie meegesleurd zou worden.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
