Przez dziesięciolecia naukowcy spekulowali na temat pochodzenia promieniowania elektromagnetycznego emitowanego z regionów, w których znajdują się czarne dziury i gwiazdy neutronowe. Oto efekty ich badań.
Astrofizycy wierzą, że to wysokoenergetyczne promieniowanie – które sprawia, że gwiazdy neutronowe i czarne dziury świecą z ogromną jasnością – jest generowane przez elektrony, które poruszają się niemal z prędkością światła. Problem w tym, że proces przyspieszający te cząsteczki pozostaje tajemnicą.
Autorzy badania wykorzystali symulacje superkomputerowe do obliczenia mechanizmów przyspieszających te cząstki. Stwierdzili, że ich energetyzacja jest wynikiem interakcji pomiędzy chaotycznym ruchem i rekoneksją niezwykle silnych pól magnetycznych.
Niebywała jasność
Naukowcy zauważają, że region, w którym znajdują się czarne dziury i gwiazdy neutronowe jest przenikany przez niezwykle gorący gaz naładowanych cząstek. Z kolei linie pola magnetycznego przeciągnięte chaotycznymi ruchami gazu, napędzają rekoneksję magnetyczną. W ten sposób cząsteczki są przyspieszane do prędkości znacznie wyższych niż w najpotężniejszych akceleratorach na Ziemi, takich jak Wielki Zderzacz Hadronów.
Kluczowym punktem badania było zidentyfikowanie roli rekoneksji magnetycznej w turbulentnym środowisku. Symulacje wykazały, że rekoneksja jest kluczowym mechanizmem, który wybiera cząstki, które będą następnie przyspieszane.
Symulacje wykazały również, że cząstki zyskały większość swojej energii, odbijając się losowo z bardzo dużą prędkością od wahań turbulencji. Kiedy pole magnetyczne jest silne, mechanizm przyspieszania jest bardzo szybki. Jednak silne pole magnetyczne zmusza również cząsteczki do poruszania się po zakrzywionej ścieżce, przez co emitują one promieniowanie elektromagnetyczne.
