Błyski gamma – centralny silnik chłodzony neutrinami

Symulacja poniżej (lewy panel) przedstawia rozkład ciśnienia gazu w stosunku do ciśnienia magnetycznego (kolory) w plazmie otaczającej czarną dziurę w centrum błysku gamma. Białe linie to linie sił pola magnetycznego. Parametry symulacji, takie jak masa czarnej dziury i masa akreującego torusa, określają warunki fizyczne w plazmie (jej gęstość i temperaturę). Zadana początkowo poloidalna struktura pola magnetycznego ewoluuje z czasem. Tworząca się składowa toroidalna towarzyszy powstaniu otwartych linii sił pola w wąskim obszarze wzdłuż osi pionowej (oś rotacji czarnej dziury). Energia rotacyjna czarnej dziury jest pozyskiwana z takiego “silnika” za pośrednictwem pola magnetycznego i zostaje przekazana do strugi materii. Tworzy ją rzadka, namagesowana plazma, wyrzucana wzdłuż biegunów. Na pewnej odległości struga ta (dżet) uzyskuje prędkości bliskie prędkości światła. Energia kinetyczna dżetu jest dyssypowana i uwalniana w formie promieniowania gamma.

Kolejna animacja (po prawej) przedstawia rozkład emisyjności neutrin w plazmie otaczającej czarną dziurę w centrum blysku gamma. Ponieważ plazma ta jest ogromnie gęsta i gorąca, zachodzące w niej reakcje jądrowe (wychwyt elektronu/pozyttronu na nukleonach, anihilacja par elektron-pozytron) prowadzą do tworzenia się neutrin i antyneutrin. Moc promieniowania emitowanego w tej formie znacznie przewyższa jasność fotonową takiego źródła, ponieważ plazma ta jest  całkowicie nieprzezroczysta dla fotonów. Emitowane neutrina unoszą cześć energii wytworzonej w akreującej materii.

(Symulacje kodem HARM-2D, uzupełnionym o opis mikrofizyki i nuklearne równanie stanu materii gęstej. Autor: Agnieszka Janiuk)

 


by with no comments yet.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>