磁場湍流產生“完美風暴”引發極超新星爆炸
據國外媒體報道,雖然長期以來科學家猜測強磁場是超新星的動力源,但一直未得到證實。目前,天體物理學家建立了一個計算機模型模擬一顆垂死恆星的“磁場內臟”,證實騷亂磁場“完美風暴”將引發極超新星。
一顆超大質量恆星死亡時它將爆炸,有時會形成宇宙中最強大的爆炸。當一顆超大質量恆星耗盡氫燃料,其內核強引力開始將更多的元素融合在一起,在宇宙時間等級範圍,這一過程非常快,但當恆星內聚變反應到鐵元素,這一過程將突然停止,內核聚變將熄滅,引力將壓碎恆星內核直至湮沒。瞬間恆星內核將內爆,直徑從1600公里減少至16公里,釋放衝擊波,最終將恆星質量撕成碎片。這種叫做伽馬射線暴的爆炸被認為是極超新星的產物。
事實上,極超新星是磁場強度的縮影,當一顆超大質量恆星內核開始瓦解,它並非僅僅出現密度的快速增加,恆星處於危險的轉速下,伴隨着內核逐漸縮小,恆星將加快速度旋轉。伴隨着暴力旋轉,超熾熱等離子體出現湍流運動,恆星磁場變得非常濃縮。
超新星內核瓦解效應能夠很容易理解,觀測超新星可以提供該理論的觀測證據。但是迄今為止極超新星的形成機制並未得到重視。目前,一支國際科學家小組使用最先進的超級計算機進行模擬實驗,建立了一個極超新星內核,在其崩潰瓦解過程中,僅是瞬間便噴發,他們發現伽馬射線暴具有至關重要的意義。
為什麼伽馬射線暴如此活躍?天文學家認為,當一顆超大質量恆星崩潰和演變成超新星時,恆星內核將爆發式噴射物質和能量,從超新星磁極釋放兩個相反方向的高濃度噴射流。由於噴射流非常強烈,極超新星釋放的一股噴射流將朝向地球,該信號比典型的超新星爆炸更強烈。
極超新星多數能量在兩個噴射流中濃縮,這兩個噴射流都包含在“磁場管”,因此,當我們看到噴射流朝向我們時,它比超新星全方位釋放能量總和明亮數倍,這是伽馬射線暴。
這些噴射流是如何形成的,在很大程度上是一個謎團。目前,最新超級計算機模擬顯示,一個“超級發電機”由恆星中心的磁場湍流驅動。美國加州大學伯克利分校博士後研究員菲利普-莫斯塔(Philipp Mosta)稱,這個“超級發電機”是將超大質量恆星內部小等級磁場結構轉換成較大的磁場結構,足以製造極超新星的較長伽馬射線暴。目前,這項研究報告發表在近期出版的《自然》雜誌上。(悠悠/編譯)