Durante la formación de un agujero negro se produce un estallido brillante de luz muy enérgica en forma de rayos gamma, estos eventos se denominan estallidos de rayos gamma. La física detrás de este fenómeno incluye muchos de los campos menos entendidos dentro de la física actual: gravedad general, temperaturas extremas y aceleración de partículas mucho más allá de la energía de los aceleradores de partículas más potentes de la Tierra. Para analizar estas explosiones de rayos gamma, investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE, en colaboración con el Instituto Paul ScherrerPSI de Villigen, Suiza, el Instituto de Física de Alta Energía en Beijing y el Centro Nacional de Investigación Nuclear de Swierk en Polonia, han construido el instrumento POLAR, enviado en 2016 al laboratorio espacial chino Tiangong-2, para analizar gamma-Estallidos de rayos: al contrario de las teorías desarrolladas, los primeros resultados de POLAR revelan que los fotones de alta energía provenientes de los estallidos de rayos gamma no son ni completamente caóticos ni completamente organizados.pero una mezcla de los dos: en intervalos de tiempo cortos, se encuentra que los fotones oscilan en la misma dirección, pero la dirección de la oscilación cambia con el tiempo.Estos resultados inesperados se informan en un número reciente de la revista Astronomía de la naturaleza .
Cuando dos estrellas de neutrones chocan o una estrella súper masiva se colapsa en sí misma, se crea un agujero negro. Este nacimiento se acompaña de una brillante explosión de rayos gamma, luz muy enérgica como la emitida por fuentes radiactivas, llamadaexplosión de rayos gamma GRB.
¿Es el entorno de nacimiento del agujero negro organizado o caótico?
Cómo y dónde se producen los rayos gamma sigue siendo un misterio, existen dos escuelas de pensamiento diferentes sobre su origen. El primero predice que los fotones de los GRB están polarizados, lo que significa que la mayoría de ellos oscilan en la misma dirección. Si esto fueraEn el caso, la fuente de los fotones probablemente sería un campo magnético fuerte y bien organizado formado durante las violentas secuelas de la producción del agujero negro. Una segunda teoría sugiere que los fotones no están polarizados, lo que implica un entorno de emisión más caótico. Pero cómo¿Mira esto?
"Nuestros equipos internacionales han construido juntos el primer detector potente y dedicado, llamado POLAR, capaz de medir la polarización de los rayos gamma de los GRB. Este instrumento nos permite aprender más sobre su fuente", dijo Xin Wu, profesor delDepartamento de Física Nuclear y de Partículas de la Facultad de Ciencias de la UNIGE. Su sistema operativo es bastante simple. Es un cuadrado de 50x50 cm2 que consta de 1600 barras centelleadoras en las que los rayos gamma chocan con los átomos que forman estas barras.un fotón choca en una barra, podemos medirlo, luego puede producir un segundo fotón que puede causar una segunda colisión visible. "Si los fotones están polarizados, observamos una dependencia direccional entre las posiciones de impacto de los fotones", continúa Nicolas Produit,investigador del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE. Por el contrario, si no hay polarización, el segundo fotón resultante de la primera colisión saldrá en un directorio completamente aleatorioection "
Orden dentro del caos
En seis meses, POLAR detectó 55 estallidos de rayos gamma y los científicos analizaron la polarización de los rayos gamma de los 5 más brillantes. Los resultados son sorprendentes por decir lo menos ". Cuando analizamos la polarización de un estallido de rayos gammaen su conjunto, vemos a lo sumo una polarización muy débil, que parece favorecer claramente varias teorías ", dice Merlin Kole, investigador del Departamento de Física Nuclear y de Partículas de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y uno de los principales autores deAnte el primer resultado, los científicos observaron con más detalle un estallido de rayos gamma de 9 segundos de duración muy potente y lo cortaron en segmentos de tiempo, cada uno de 2 segundos de duración. "Allí, descubrimos con sorpresa que, en elpor el contrario, los fotones están polarizados en cada corte, ¡pero la dirección de oscilación es diferente en cada corte! ", se entusiasma Xin Wu. Es esta dirección cambiante lo que hace que el GRB completo parezca muy caótico y no polarizado".se produce una explosión, algosucede g, lo que hace que los fotones se emitan con una dirección de polarización diferente, lo que esto podría ser realmente no lo sabemos ", continúa Merlin Kole.
Estos primeros resultados confrontan a los teóricos con nuevos elementos y les exige que produzcan predicciones más detalladas. "Ahora queremos construir POLAR-2, que es más grande y más preciso. Con eso podemos profundizar en estos procesos caóticos, para finalmentedescubrir la fuente de los rayos gamma y desentrañar los misterios de estos procesos físicos altamente energéticos ", explica Nicolas Produit.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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