Distribuzioni spaziali della densità della materia (in alto), Fattore di Lorentz (al centro) e temperatura di comove (in basso) a t =11 s, che mostra l'onda di riflessione leggermente relativistica che si propaga all'indietro nella cavità, così come l'onda ultrarelativistica di plasma elettronepositrone che si propaga all'esterno della cavità. L'onda d'urto è visibile all'interno del materiale espulso. Attestazione:ICRANet
Dal 2018, un nuovo stile di ricerca è stato introdotto negli studi gamma-ray-burst (GRB):non descrive la fase di radiazione rapida osservata dall'Osservatorio Neil Gehrels Swift e dal telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA da un'analisi spettrale integrata nel tempo . Tali analisi sono tipicamente applicate a GRB lunghi e ottengono uno spettro di banda con vari parametri di adattamento. Questa procedura, come riconosciuto da David Band, non consente una tassonomia di GRB.
L'approccio seguito dal gruppo ICRANet, sviluppando il modello dell'ipernova guidata dal binario (BdHN) dei GRB lunghi, si concentra solo su GRB luminosi con un ampio rapporto segnale-rumore che consente ai ricercatori di procedere a un'analisi risolta nel tempo.
Così facendo, sono stati identificati tre eventi principali nella fase di radiazione rapida:(1) l'ascesa della supernova, (2) il momento di formazione di un buco nero coincidente con l'inizio della radiazione GeV e (3) l'emissione di una cavità, creato dall'esplosione del plasma elettrone-positrone nei getti di supernova in espansione.
Oltre a questi risultati, la più grande novità in questo campo è la scoperta dell'autosimilarità e delle leggi di potenza nei dati a seguito della formazione del buco nero da 1,9 secondi a 3,9 secondi, portando a prove di emissione quantizzata rispetto a emissione continua nella radiazione GeV.
Il nuovo studio, co-autore di R. Ruffini, J. D. Melon Fuksman e G. V. Vereshchagin, è stato pubblicato in Giornale Astrofisico . Presenta evidenza della formazione di una cavità nella sorgente del lampo di raggi gamma GRB 190114C. Si propone che questo GRB abbia avuto origine in un sistema binario composto da un massiccio nucleo carbonio-ossigeno descritto nello scenario dell'ipernova binaria I (BdHN I).
In questo scenario, il nucleo carbonio-ossigeno subisce un'esplosione di supernova con la creazione di una nuova stella di neutroni, e poi si verifica un accrescimento ipercritico sulla stella binaria di neutroni compagna fino a quando non supera la massa critica per il collasso gravitazionale.
Si dimostra che la formazione di un buco nero cattura 10 57 barioni racchiudendoli nel suo orizzonte, e quindi una cavità di circa 10 11 intorno ad esso si forma cm con densità iniziale 10 -7 g/cm 3 .
Un ulteriore impoverimento dei barioni nella cavità deriva dall'espansione del plasma elettrone-positrone-fotone formatosi al momento del collasso, raggiungendo una densità di 10 -14 g/cm 3 entro la fine dell'interazione. I ricercatori hanno dimostrato, utilizzando un modello analitico integrato da una simulazione numerica idrodinamica, quella parte del plasma elettrone-positrone-fotone viene riflessa dalle pareti della cavità.
Si mostra che il conseguente deflusso e le sue proprietà osservate coincidono con l'emissione informe che si verifica in un intervallo di tempo di durata, misurato nel frame di riposo della sorgente, tra 11 e 20 secondi dell'osservazione GBM.
Inoltre, caratteristiche simili della curva di luce GRB sono state precedentemente osservate in GRB 090926A e GRB 130427A, tutti appartenenti alla classe BdHN I. Questi risultati supportano il quadro generale presentato in e garantiscono il raggiungimento di una bassa densità barionica nella cavità, condizione necessaria per il funzionamento del "motore interno" del GRB, presentato nell'articolo allegato.
La densità di 10 -14 g/cm 3 qui scoperto indica chiaramente un'origine completamente diversa dell'emissione MeV e GeV ospitata nella cavità:una macchina elettromagnetica, producendo emissione molto vicino all'orizzonte del buco nero, e basato su tre componenti:(1) un buco nero di Kerr, (2) un campo magnetico uniforme che segue il teorema di Papapetrou e (3) un plasma a bassa densità di 10 -14 g/cm 3 .
Ciò contrasta con il tradizionale accrescimento gravitazionale di materia ad altissima densità su un buco nero. Questo risultato modifica profondamente il tradizionale meccanismo di emissione dei GRB e può essere esteso ai nuclei galattici attivi (AGN). Come conseguenza, la fisica degli afterglow GRB è stata modificata evitando l'emissione di onde d'urto ultrarelativistiche e utilizzando il processo di sincrotrone che si verifica attorno alla nuova stella di neutroni prevista nel modello BdHN.
