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    O papel de uma cavidade na ejeção de hipernova de uma explosão de raios gama
    p Distribuições espaciais de densidade de matéria (topo), Fator de Lorentz (meio) e temperatura de comovente (parte inferior) em t =11 s, mostrando a onda de reflexão relativística se propagando para trás na cavidade, bem como a onda de plasma eletronpitron ultrarelativística se propagando para fora da cavidade. A onda de choque é visível dentro do material ejetado. Crédito:ICRANet

    p Desde 2018, um novo estilo de pesquisa foi introduzido em estudos de explosão de raios gama (GRB):não descreve a fase de radiação imediata observada pelo Observatório Neil Gehrels Swift e pelo Telescópio Espacial Fermi de raios gama da NASA por uma análise espectral integrada no tempo . Essas análises são normalmente aplicadas a GRBs longos e obtêm um espectro de banda com vários parâmetros de ajuste. Este procedimento, reconhecido por David Band, não permite uma taxonomia de GRBs. p A abordagem seguida pelo grupo ICRANet, desenvolver o modelo de hipernova dirigida por binário (BdHN) de GRBs longos, concentra-se apenas em GRBs luminosos com uma grande relação sinal-ruído que permite aos pesquisadores proceder a uma análise resolvida no tempo.

    p Ao fazer isso, três eventos principais na fase de radiação imediata foram identificados:(1) a ascensão da supernova, (2) o momento de formação de um buraco negro coincidindo com o início da radiação GeV e (3) a emissão de uma cavidade, criado pela explosão de plasma elétron-pósitron no material ejetado da supernova em expansão.

    p Além desses resultados, a maior novidade neste campo é a descoberta de auto-similaridade e leis de potência nos dados após a formação de buracos negros de 1,9 segundos a 3,9 segundos, levando a evidências de emissão quantizada versus contínua na radiação GeV.

    p O novo estudo, coautoria de R. Ruffini, J. D. Melon Fuksman e G. V. Vereshchagin, foi publicado no Astrophysical Journal . Apresenta evidências da formação de uma cavidade na fonte do estouro de raios gama GRB 190114C. É proposto que este GRB se originou em um sistema binário composto por um núcleo massivo de carbono-oxigênio descrito dentro do cenário de hipernova I (BdHN I) dirigida por binários.

    p Neste cenário, o núcleo de carbono-oxigênio sofre uma explosão de supernova com a criação de uma nova estrela de nêutrons, e então o acréscimo hipercrítico ocorre na estrela de nêutrons binária companheira até que ela exceda a massa crítica para o colapso gravitacional.

    p É mostrado que a formação de um buraco negro captura 10 57 bárions, envolvendo-os em seu horizonte, e, portanto, uma cavidade de aproximadamente 10 11 cm é formado em torno dele com densidade inicial de 10 -7 g / cm 3 .

    p Uma depleção adicional de bárions na cavidade se origina da expansão do plasma elétron-pósitron-fóton formado no momento do colapso, atingindo uma densidade de 10 -14 g / cm 3 ao final da interação. Os pesquisadores demonstraram, usando um modelo analítico complementado por uma simulação numérica hidrodinâmica, aquela parte do plasma elétron-pósitron-fóton é refletida nas paredes da cavidade.

    p O fluxo de saída conseqüente e suas propriedades observadas são mostrados para coincidir com a emissão sem características que ocorre em um intervalo de tempo de duração, medido no quadro restante da fonte, entre 11 e 20 segundos da observação do GBM.

    p Além disso, características semelhantes da curva de luz GRB foram observadas anteriormente em GRB 090926A e GRB 130427A, todos pertencentes à classe BdHN I. Estes resultados suportam a estrutura geral apresentada e garantem que uma baixa densidade bariônica seja alcançada na cavidade, uma condição necessária para o funcionamento do "motor interno" do GRB, apresentado no artigo anexo.

    p A densidade de 10 -14 g / cm 3 aqui descoberto aponta claramente para uma origem completamente diferente da emissão MeV e GeV hospedada na cavidade:uma máquina eletromagnética, produzindo emissão muito perto do horizonte do buraco negro, e com base em três componentes:(1) um buraco negro de Kerr, (2) um campo magnético uniforme seguindo o teorema de Papapetrou e (3) um plasma de baixa densidade de 10 -14 g / cm 3 .

    p Isso contrasta com o acréscimo gravitacional tradicional de matéria de densidade muito alta em um buraco negro. Este resultado muda profundamente o mecanismo tradicional de emissão de GRBs e pode ser estendido para núcleos galácticos ativos (AGNs). Como consequência, a física de pós-luminescências GRB foi modificada evitando a emissão de onda de explosão ultrarelativística e utilizando o processo síncrotron que ocorre em torno da nova estrela de nêutrons esperada no modelo BdHN.


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