W najnowszym artykule naukowym opublikowanym już na portalu preprintów naukowych badacze twierdzą, że w przestrzeni kosmicznej mogą istnieć na tyle silne relatywistyczne dżety, niezwykle wąskie strumienie plazmy kształtowane przez silne pola magnetyczne, które mogłyby dosłownie przecinać gwiazdy na pół. Co więcej, jeżeli faktycznie takie dżety istnieją, to mogą tłumaczyć jedne z najjaśniejszych eksplozji obserwowanych na przestrzeni lat przez astronomów.
Czytaj także: Tak rodzą się magnetyczne diabły. Astronomowie odkrywają zupełnie nową kategorię gwiazd
Autorzy opracowania, naukowcy z Centrum Kosmologii i Fizyki Cząstek na Uniwersytecie Nowojorskim w ramach swojego projektu badawczego starali się zrozumieć pochodzenie jednego z typów rozbłysków promieniowania gamma (GRB, ang. gamma-ray burst). Co do zasady, GRB są jednymi z najsilniejszych eksplozji w przestrzeni kosmicznej. Z uwagi na to, że zazwyczaj źródło takich eksplozji znajduje się w odległościach kosmologicznych, na Ziemi obserwujemy tylko jaki krótki, intensywny wzrost ilości docierającego do nas promieniowania gamma.
Nasz obecny stan wiedzy pozwala ustalić, że tylko kilka zjawisk jest w stanie wygenerować GRB. Wśród nich znajdują się czarne dziury oraz magnetary, które rozdzierają znajdujące się w ich pobliżu gwiazdy. Jak dotąd jednak nie udało się znaleźć wyjaśnienia GRB, które stosunkowo powoli słabną po początkowym rozbłysku.
W opublikowanym we wrześniu artykule badacze wskazują, że źródłem takiego nietypowego rozbłysku może być śmierć masywnej gwiazdy. Gdy w masywnej gwieździe kończą się procesy fuzji jądrowej w coraz cięższe pierwiastki, jej jądro się zapada pod wpływem grawitacji w gwiazdę neutronową, obiekt zbudowany z gęsto upakowanych neutronów i otoczony ciężkimi warstwami wodoru i helu. Gwiazda neutronowa, choć ma masę porównywalną z masą Słońca, to ma średnicę rzędu zaledwie 20 kilometrów.
Gwiazda neutronowa może charakteryzować się niezwykle silnym polem magnetycznym i ogromnym tempem rotacji. Taka gwiazda neutronowa staje się w tym momencie magnetarem, obiektem o najsilniejszym polu magnetycznym we wszechświecie.
Czytaj także: Najjaśniejszy rozbłysk gamma w historii. Raz na tysiąc lat to dużo
Warto jednak pamiętać, że wokół świeżo powstałego magnetara istnieje wciąż zewnętrzna część gwiazda, która teraz jest intensywnie przyciągana grawitacyjnie na magnetar. Jego pole magnetyczne natomiast kieruje całą tę materię w kierunku biegunów rotującego magnetara, skąd wystrzeliwana jest ona w przestrzeń międzygwiezdną w wąskim skolimowanym dżecie plazmy. Startując z magnetara, dżet z łatwością przebija się przez zewnętrzne warstwy umierającej gwiazdy.
Teraz jednak naukowcy wskazują, że to nie wszystko. Pola magnetyczne magnetara mogą bowiem emitować intensywne rozbłyski promieniowania wzdłuż równika. Rotacja magnetara i siła odśrodkowa sprawiają, że strumienie promieniowania układają się w swoiste ostrze, które z prędkością światła wydostaje się na zewnątrz gwiazdy, niosąc ze sobą więcej energii niż eksplozja supernowa. W ten sposób powstaje relatywistyczne ostrze, które idealnie rozcina umierającą gwiazdę na dwie części.
Takie ostrze oddala się od gwiazdy na kilka promieni pierwotnej gwiazdy i dopiero tam traci impet. To właśnie w ten sposób może powstawać obserwowany na Ziemi rozbłysk promieniowania gamma, którego jasność spada nieco wolniej.
W ramach swojego projektu badawczego naukowcy wykazali jedynie, że relatywistyczne ostrza mogą wyjaśniać pochodzenie długich GRB. Kolejnym krokiem, którego realizacja jeszcze przed nami, będzie badanie ewolucji ostrza w czasie i jego udziału w niszczeniu gwiazdy pierwotnej.