สล็อตแตกง่าย แสงที่บรรจุอิเลคตรอนมากถึง 1 ล้านล้านโวลท์เผยให้เห็นรายละเอียดของการระเบิดของจักรวาลเหล่านี้ การปะทุของรังสีแกมมาสองครั้งจากการระเบิดของดาวฤกษ์ในกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลออกไป ได้ทำลายโลกด้วยโฟตอนพลังงานสูงสุดที่ตรวจพบจากการระเบิดครั้งนี้ อนุภาคแสงที่โปรยปรายลงมาเผยให้เห็นว่ารังสีแกมมายาวระเบิดอย่างไร ท่ามกลางการระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาล ทำให้เกิดโฟตอนที่มีพลังเช่นนั้น
Tsvi Piran นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮิบรูแห่งเยรูซาเลมกล่าวว่า “นี่คือหิน Rosetta ของรังสีแกมมาที่ระเบิดออกมา” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานวิจัยนี้กล่าว
การปะทุของรังสีแกมมายาวๆ หรือ GRBs
ทำเครื่องหมายการตายของดาวมวลมากในขณะที่มันระเบิดและทิ้งดาวนิวตรอนหรือหลุมดำไว้เบื้องหลัง (ในทางกลับกัน GRB แบบสั้นจะมาพร้อมกับการชนกันระหว่างดาวนิวตรอน เช่น การชนกันของเครื่องตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงในปี 2017 ( SN: 10/16/17 )) จนถึงปัจจุบัน โฟตอนที่มีพลังมากที่สุดที่แผ่ออกมาจากระยะไกล โดยทั่วไปแล้ว GRB จะมีพลังงานสูงสุดไม่กี่ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ หรือมีพลังมากกว่าโฟตอนที่ดวงตาของเราตรวจพบประมาณหนึ่งล้านเท่า
บันทึกนั้นถูกทุบ ในเดือนกรกฎาคม 2018 หอดูดาว HESSซึ่งอยู่ห่างจากเมืองหลวงวินด์ฮุก เมืองหลวงนามิเบียประมาณ 100 กิโลเมตรบันทึกโฟตอนจาก GRBด้วยอิเล็กตรอนโวลต์ระหว่าง 100 พันล้านถึง 440 พันล้าน 10 ชั่วโมงหลังจากการระเบิดครั้งแรก หกเดือนต่อมา ในเดือนมกราคม 2019 กล้องโทรทรรศน์ MAGIC แฝด ในเกาะ Canary ของ La Palma ได้เห็นการระเบิดที่แตกต่างกันและจับโฟตอนด้วยพลังงาน 1 ล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์ เจ้าของสถิติก่อนหน้านี้จาก GRB เป็นโฟตอนเดียวที่มีอิเล็กตรอน 94 พันล้านโวลต์ ตรวจพบจากการระเบิดของรังสีแกมมาในปี 2013 ( SN: 11/21/13 ) ผลการวิจัยใหม่ปรากฏในเอกสารสามฉบับที่ตีพิมพ์ในวันที่ 20 พฤศจิกายนในNature
“มีทฤษฎีที่ทำนายว่าควรมี [โฟตอนพลังงานสูงมาก] จาก GRB แต่สิ่งต่าง ๆ ไม่แน่นอนมาก” Razmik Mirzoyan นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Max Planck Institute for Physics ในมิวนิกซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาการระเบิดในปี 2019 กล่าว . ทฤษฎีเหล่านี้เสนอคำอธิบายที่แตกต่างกันว่าสนามแม่เหล็ก อิเล็กตรอน และแสงโดยรอบมีปฏิสัมพันธ์ภายในเศษซากจากการระเบิดของ GRB เพื่อผลิตรังสีแกมมาอย่างไร เพื่อทดสอบแนวคิดเหล่านี้ หลายทีมได้ไล่ล่ารังสีแกมมาที่มีพลังงานสูงมากมาหลายปีแล้ว Mirzoyan กล่าว “เราพยายามมา 15 ปีแล้ว แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จ”
ความสำเร็จครั้งใหม่ของพวกเขาเผยให้เห็นว่าโฟตอนของ GRB มีความแข็งแรงมากเพียงใด คลื่นกระแทกจากการระเบิดจะเร่งอิเล็กตรอนให้ใกล้เคียงกับความเร็วแสงและสร้างสนามแม่เหล็ก อิเล็กตรอนจะหมุนรอบเส้นสนามแม่เหล็กและปล่อยโฟตอนพลังงานต่ำออกมา โฟตอนเหล่านี้ ร่วมกับโฟตอนอื่น ๆ ที่ผ่านมาจากกาแลคซีอื่น ๆ ต่อมาได้รับพลังงานเพิ่มขึ้นโดยการสะท้อนกลับและขโมยพลังงานจากอิเล็กตรอนที่รวดเร็วเหล่านี้ เป็นขั้นตอนสุดท้ายที่เรียกว่าการกระเจิงของคอมป์ตันแบบผกผันซึ่งทำให้โฟตอน GRB บางตัวมีพลังงานสุดขั้ว
“ทฤษฎีพื้นฐานนี้ออกมาเมื่อ 20 กว่าปีที่แล้ว แต่ไม่มีข้อพิสูจน์” Piran กล่าว “มันวิเศษมากที่พวกเขาได้รับมัน”
การค้นพบนี้ได้รับความช่วยเหลือจากการระเบิดสองครั้ง แสงจากการระเบิดปี 2018 ใช้เวลาประมาณ 6 พันล้านปีกว่าจะถึงโลก การระเบิดในปี 2019 ต้องใช้เวลาราว 4.5 พันล้านปี แม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้ทั้งสองระเบิดไปไกลกว่าพื้นที่ใกล้เคียงทางช้างเผือกของเรา แต่ก็อยู่ใกล้กว่า GRB ทั่วไปมาก
โฟตอนสุดโต่งเปิดเผยเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยเกี่ยวกับ GRB เพื่อให้การกระเจิงคอมป์ตันผกผันในการทำงาน โฟตอนพลังงานต่ำจำเป็นต้องมีโอกาสที่ดีที่จะวิ่งเข้าหาอิเล็กตรอน Edna Ruiz-Velasco นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากสถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์นิวเคลียร์ในเมืองไฮเดลเบิร์ก ประเทศเยอรมนี กล่าวว่า “สิ่งนี้บอกคุณว่าคุณมีตัวกลางที่มีความหนาแน่นสูงมาก” ในไฮเดลเบิร์ก ประเทศเยอรมนี ผู้ศึกษาการระเบิดในปี 2018 กล่าว
นอกจากนี้ยังปรากฏว่านักดาราศาสตร์ได้ประเมินว่า GRB สามารถบรรจุอุบายได้มากเพียงใด GRBs เปล่งแสงทั่วทั้งสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ตั้งแต่คลื่นวิทยุไปจนถึงรังสีแกมมา และการระเบิดในปี 2019 ก็ได้สูบพลังงานเข้าไปในโฟตอนรังสีแกมมาสุดขั้วของมันมากพอๆ กับที่ทำในรังสีเอกซ์จำนวนมาก Mirzoyan กล่าว นั่นทำให้พลังงานโดยรวมของ GRB เพิ่มขึ้น ซึ่งเทียบได้กับพลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ตลอดอายุการใช้งาน — ประมาณหนึ่งในสาม เขากล่าว
Schneider และเพื่อนร่วมงานของเขา รวมทั้ง Bruce MacIntosh จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore (Calif.) ได้ใช้ระบบปรับแสงแบบปรับได้บนกล้องโทรทรรศน์ Keck II ได้ดำเนินการติดตามวัตถุดังกล่าว ซึ่งมีชื่อว่า TWA 6B การสังเกตการณ์ในเดือนกุมภาพันธ์อาจเพียงพอที่จะตรึงการเคลื่อนไหวของร่างที่เลือนลางลง MacIntosh กล่าว ถ้าไม่เช่นนั้น ทีมงานมีแผนจะสังเกต TWA 6B อีกครั้งในเดือนธันวาคม
MacIntosh ยังคงวิเคราะห์ข้อมูลเดือนกุมภาพันธ์ แต่เขาและ Zuckerman กล่าวว่าวัตถุอาจกลายเป็นเพียงดาวพื้นหลังเท่านั้น “ฉันเป็นคนมองโลกในแง่ร้าย” ซักเกอร์แมนกล่าว
ผู้คลางแคลงอาจยังสงสัยว่าวัตถุนั้นเป็นดาวเคราะห์แม้ว่าจะเคลื่อนที่ไปพร้อมกับ TWA 6 ก็ตาม Jayawardhana กล่าว อาจเป็นคู่หูที่หนักกว่า เช่น ดาวแคระน้ำตาล สล็อตแตกง่าย
