นักวิทยาศาสตร์ได้ไขปริศนาเรื่องไฮเปอร์โนวาและรังสีแกมม่า

ซุปเปอร์โนวานั้นเป็นแสงวาบของดาวระเบิดที่ส่องสว่างกว่ากาแลคซีทั้งหมดที่มันอาศัยอยู่ปล่อยพลังงานออกมามากกว่าดาวฤกษ์ปกติที่สามารถสร้างได้ตลอดอายุการใช้งาน การระเบิดของวัสดุนำพารังสีออกมาที่ความเร็วสูงถึง 30,000 กิโลเมตรต่อวินาทีหรือประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ของความเร็วแสง

เรื่องใหญ่ hypernova มีพลังมากกว่าซูเปอร์โนวา 10 ถึง 100 เท่า พวกเขาเป็นกิจกรรมที่มีพลังมากที่สุดในจักรวาลที่รู้จักนอก Big Bang

น่าเสียดายที่เรายังไม่รู้อีกมากเกี่ยวกับไฮเปอร์โนวาและพวกเขาไม่ได้ศึกษาอย่างง่ายดาย แต่เทคโนโลยีที่ทันสมัยได้ให้เราสองสามวิธีในการศึกษาปรากฏการณ์สวรรค์ขนาดใหญ่เหล่านี้ในรูปแบบของการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์

นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์ใช้การจำลองซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของการล่มสลายของดาวมวลสูง 10 มิลลิวินาทีมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 25 เท่าในดาวนิวตรอนเพื่อแสดงให้เห็นว่าไฮเปอร์โนวาสามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่จำเป็นสำหรับดาวได้ทันใด ระเบิดและปล่อยรังสีแกมม่าออกมาอย่างฟ้าร้องซึ่งสามารถมองเห็นได้ครึ่งทางทั่วทั้งจักรวาล

ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวันจันทร์ที่วารสาร ธรรมชาติ แสดงให้เห็นว่าดาวหมุนที่กำลังยุบตัวทำให้สนามแม่เหล็กหมุนได้เร็วขึ้นในแต่ละรอบซึ่งส่งผลให้ไดนาโมที่หมุนสนามแม่เหล็กให้ใหญ่ขึ้นกว่าสนามแม่เหล็กของโลกเป็นล้านล้านเท่า

ไดนาโมนั้นเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สร้างกระแสไฟฟ้าโดยหมุนสายผ่านสนามแม่เหล็ก ไดนาโมของดาวฤกษ์ทำงานในลักษณะเดียวกันทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าผ่านการหมุนของดาว

อย่างไรก็ตามสำหรับดาวฤกษ์กระแสจะเพิ่มสนามแม่เหล็กในวงตอบรับซึ่งส่งผลให้เกิดสนามแม่เหล็กซึ่งเกือบจะเข้าใจไม่ได้ในขนาดและขนาด

ความแข็งแรงของสนามเหล่านี้สามารถสร้างการระเบิดของโนวาโนวาและสร้างรังสีแกมม่าเข้มข้นที่ยาวนาน

“ ผู้คนเชื่อว่ากระบวนการนี้จะเป็นไปได้” Phillip Mosta ผู้เขียนนำการศึกษากล่าวในการแถลงข่าว “ ตอนนี้เราแสดงให้เห็นแล้ว”

แน่นอนว่าต้องใช้คอร์คอมพิวเตอร์ 130,000 คอร์ในการทำงานเคียงข้างกันเป็นเวลาสองสัปดาห์เพื่อรับข้อมูลที่แสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้ทำงานอย่างไร การจำลองเกิดขึ้นที่ Blue Waters หนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกตั้งอยู่ที่ University of Illinois at Urbana-Champaign

การทำความเข้าใจว่าการทำงานของไฮเปอร์โนวาจำเป็นต่อการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชีวิตของดาวอย่างไรและทำความเข้าใจว่าปรากฏการณ์จักรวาลเช่นโนวาสช่วยสร้างองค์ประกอบที่หนักมากที่เราพบในธรรมชาติได้อย่างไร การรู้วิธีการทำงานของกระบวนการยังสามารถทำให้เข้าใจได้ว่าดาวนิวตรอนบางดวงพัฒนาสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ของตัวเองได้อย่างไรและกลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า "magnetars"

คุณค่าที่เป็นประโยชน์มากกว่านี้คือการเรียนรู้ว่ากลไกไดนาโมสามารถทำงานเพื่อสร้างเหตุการณ์ธรรมชาติที่พบบนโลกได้อย่างไร ตัวอย่างเช่นการค้นพบสามารถอธิบายได้ดีขึ้นว่าความวุ่นวายขนาดเล็กในชั้นบรรยากาศของโลกเติบโตเป็นเหตุการณ์สภาพอากาศขนาดใหญ่เช่นพายุเฮอริเคนหรือพายุไต้ฝุ่น

“ สิ่งที่เราทำคือการจำลองสถานการณ์ที่มีความละเอียดสูงระดับโลกเป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าจริง ๆ แล้วคุณสร้างเขตข้อมูลขนาดใหญ่ระดับโลกจากเขตที่วุ่นวายอย่างหมดจด” Mosta กล่าว

นี่เป็นอีกวิธีหนึ่งที่ศึกษาดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของอวกาศสามารถช่วยให้เราเข้าใจชีวิตบนโลก