恒星需要一个伙伴来旋转宇宙最明亮的爆炸

 
艺术家对伽马射线的印象是由绕星运行的双星爆发的。
新的研究解决了恒星如何足够快地旋转以创造条件将高能物质射流发射到太空的奥秘，并且发现诸如月球和地球之间的潮汐效应就是答案。
这项发现是在《皇家天文学会月报》中报道的，它是使用数千个双星系统的模拟模型做出的，即具有两个彼此围绕运行的恒星的太阳系。
所有恒星中超过一半的恒星位于双星系统中，这项新研究表明，为了产生大规模爆炸，它们必须位于双星系统中。
这项长久的伽马射线爆发(GRB)是在本研究中研究的类型，发生在质量约为我们太阳大小十倍的巨大恒星进入超新星，坍塌为中子星或黑洞并向空间发射相对论射流时发生。它没有向下弯曲成星形，而是保留角动量，而不是径向向内塌缩。当材料向内下落时，该角动量会沿极轴以射流的形式将其启动。
但是为了形成物质射流，恒星必须足够快地旋转，才能沿轴发射物质。这带来了一个问题，因为恒星通常会失去很快捕获的自旋。通过对这些大质量恒星坍缩的行为进行建模，研究人员已经能够限制导致急流形成的因素。
他们发现，近邻的潮汐影响(与月亮和地球旋转自锁在一起的影响相同)可能是造成这些恒星以产生伽马射线爆发所需的速度旋转的原因。
伽马射线爆发是宇宙中最发光的事件，当它们的物质射流直接对准我们时可以从地球上观察到。这意味着我们在天空中仅看到约10-20%的GRB。
主要作者Ashley Chrimes，博士学位。华威大学物理系的一名学生说：“我们正在预测哪种恒星或系统会产生伽马射线爆发，这是宇宙中最大的爆炸。到目前为止，还不清楚哪种恒星或双星系统您需要产生那个结果。
“问题在于恒星如何开始旋转，或随着时间的推移保持旋转。我们发现，恒星潮汐对其伙伴的影响正在阻止其减速，在某些情况下，它正在使它们旋转。它们是从他们的同伴那里窃取旋转能量，其结果是他们随后漂移得更远。
“我们确定的是，大多数恒星的旋转速度正好是因为它们处于双星系统中。”
这项研究使用了由Warwick大学的研究人员和奥克兰大学的J J Eldridge博士创建的二进制恒星演化模型集合。使用一种称为二元总体合成的技术，科学家们可以在成千上万的恒星系统中模拟这种机制，从而确定出可能发生此类爆炸的罕见例子。
华威大学物理系的伊丽莎白·斯坦威博士说：“过去，科学家没有为二元进化建立详细的模型，因为这是一个非常复杂的计算。这项工作考虑了这些模型中的一种物理机制，我们之前没有检查过，这表明二进制文件可以使用此方法生成足够的GRB来解释我们正在观察的数字。
“产生伽马射线爆发的恒星的金属性也存在很大的困境。作为天文学家，我们测量恒星的组成，而伽马射线爆发的主要途径几乎不需要恒星中的铁原子或其他重元素关于为什么我们在恒星中看到各种各样的成分产生伽马射线爆发的说法一直令人困惑，这种模型提供了一种解释。”
Ashley补充说：“此模型使我们能够根据温度和光度来预测这些系统的外观，以及伴星的性质。我们现在有兴趣将这种分析应用于探索不同的天体物理瞬变，例如快速的无线电脉冲爆发，并有可能模拟罕见的事件，例如黑洞旋转成恒星。”