American Enterprise Institute (AEI) teadlased sooritasid numbrilise simulatsiooni, mis annab võimaliku seletuse neutrontähtedes tekkivatele tugevatele gammakiirte pursetele. Põhjuseks oletatakse tugevaid magnetväljasid.
Kunstniku nägemus gammakiirte purskest. Allikas: http://www2.astro.psu.edu/users/nnp/grbphys.html
Ülitihedad (ultra-dense) neutrontähed tekivad siis, kui põrkuvad kaks binaarse süsteemi neutrontähte. Konglomeraadi eluviiv lõpeb kollapsiga mustaks auguks, millega võivad kaasneda lühikesed, ent hoomamatult võimsad gammakiirte pursked. Neid on õnnestunud tuvastada teiste hulgas XMM Newton, Fermi ning Swift satelliitidega. Pursetes vallandub sekundis rohkem energiat kui Linnuteest aasta jooksul kokku. On pikalt oletatud, et nähtuse põhjustab neutrontähe seesmine, Universumis kõrvutatamatu tugevusega magnetväli. Saksa Max Pancki Instituudi Gravitatsioonifüüsika osakonna teadlastel õnnestus nimetatud magnetvälja evolutsiooni simuleerida. Varem seda tehtud ei ole.
Kuidas saab Maa magnetväljast sada miljardit korda tugevam magnetväli tekkida palju väiksema algmagnetväljaga neutrontähest?
Nähtust saab seletada diferentsiaalselt pöörleva plasma magnetvälja võimendusfenomeniga. Diferentsiaalne pöörlemine viitab, et kõrvutiolevad plasmakihid pöörlevad eri kiirusega ning hõõruvad seejuures üksteise vastu. Plasma voolamisega kaasneb indutseeritud magnetväli. Et plasmakihid hõõrduvad, tekib nende liikumises aja kulgedes turbulents, mis kandub üle ka magnetväljale. Magnetopöörlemise (magnetorotational) ebastabiilsusest võib neutrontähe magnetväli tugevalt, otsekui tagasisidestatult võimenduda.
Nimetatud mehhanism mängib olulist rolli paljudes astrofüüsikalistes süsteemides. Näiteks seletatakse sellega akretsioonketaste ning variseva tuumaga supernoovade omadusi. Magnetohüdrodünaamilise ebastabiilsuse võimendusefekti teooriat uuriti varemgi. Ent simulatsioonid takerdusid vähese arvutusvõimsuse taha. Moore’i seadus aga näikse kehtivat, nüüd on vajalik võimsus olemas.
AEI Gravitatsioonilainete Modelleerimise rühma liikmed simuleerisid ülimassiivse neutrontähe poloidaalse magnetvälja evolutsiooni. Algtingimustega sümmeetriliselt seadistatud magnetväli häirus ajapikku plasma hõõrdumisest. Ebastabiilne täht varises mustaks auguks, mis neelas ka seda esialgu ümbritsenud ainepilve.
Magnetopöörlemise eksponentsiaalselt kasvav ebastabiilsus tekkis igas simulatsioonis. Neutrontähe sisemust jäljendavate parameetritega taolisi arvutikatseid varem tehtud ei ole.
Töö üdi seisneb kahes olulisemas tõdemuses. Esiteks näitab see esmakordselt, kuidas magnetopöörlev ebastabiilsus tekib Einsteini üldrelatiivsusteooria raamistikus, milles ei eksisteeri ebastabiilsust ennustavaid analüütilisi tingimusi. Teiseks võib avastusel olla suur astrofüüsikaline tähendus, on ju antud üks võimalikke seletusi gammakiirte pursetest vabanevale tohutule energiahulgale.
Allikas: ScienceDaily