Številni teleskopi so po vesolju, oddaljenem 5,5 milijarde svetlobnih let, zabeležili močan blisk kratkega izbruha gama žarkov. Zelo podobno eksploziji kilonovske zvezde.
Astronomi so podatke poskušali povezati s trkom nevtronskih zvezd, ki je bil prvič v zgodovini zabeležen že leta 2017.
Odkritje leta 2017, znano pod imenom GW 170817, je bilo v veliko korist: ogromno podatkov o različnih signalih, ki nam pomagajo razumeti dogodke in prepoznati, kaj gledamo, če se podoben pojav ponovno pojavi.
Vendar je nekaj o kilonovi, ki spremlja izbruh gama žarkov, imenovano GRB 200522A, zelo drugačno od trčenja nevtronskih zvezd. Vžig, ki ga je vesoljski teleskop Hubble ujel v bližnji infrardeči luči, je bil neverjetno svetel – desetkrat svetlejši, kot so predvidevali modeli trkov nevtronskih zvezd.
“Ta opažanja se ne ujemajo s tradicionalnimi razlagami za kratke izbruhe gama žarkov,” je dejal astronom Wen-fi Fong z univerze Northwestern.
»Glede na to, kaj vemo o radiu in rentgenskih žarkih iz te eksplozije, to ni trk. Bližinsko infrardeče sevanje, ki ga zaznamo s Hubblom, je presvetlo. '
Sevanje je prvič zaznal Nasin vesoljski observatorij Neil Gerels, vesoljski teleskop, zasnovan za odkrivanje izbruhov gama žarkov. Takoj po prejemu opozorila so se drugi vesoljski in zemeljski teleskopi začeli nastavljati na mesto eksplozije.
Zelo velik niz, W.M. Observatorij Keck in mreža svetovnih teleskopov observatorija Las Cumbres sta si prizadevala pridobiti elektromagnetni profil dogodka od radijskih valov do rentgenskih žarkov. Pokazali so, da gre za kratek izbruh gama žarkov – vrsto eksplozije, ki traja manj kot dve sekundi in je povezana z združitvijo nevtronskih zvezd.
Toda vesoljski teleskop Hubble, ki opazuje pojav v bližnji infrardeči svetlobi, je znanstvenikom premislil.
“Ko so prišli podatki, smo ustvarili sliko mehanizma oddajanja svetlobe, ki smo ga videli,” je povedal astronom Tanmoy Laskar z univerze Bath v Veliki Britaniji.
»Morali smo popolnoma spremeniti svoj miselni proces, ker so nam informacije, ki jih je dodal Hubble, dale do spoznanja, da moramo opustiti tradicionalno razmišljanje in domnevati, da se dogaja nov pojav. Nato smo morali ugotoviti, kaj te izjemno močne eksplozije pomenijo za fiziko. '
Trk dveh nevtronskih zvezd – propadajočih jeder mrtvih zvezd – je pomemben dogodek. Nevtronske zvezde so majhne in goste, približno 1,1 do 2,5-krat večje od mase Sonca, vendar so zapakirane v kroglo, široko le 20 kilometrov.
Ko trčijo, sprostijo ogromno energije v obliki eksplozije kilonove zvezde 1000-krat svetlejše od običajne nove. To spremlja izbruh visokoenergijskih gama žarkov iz curkov izločene snovi, ki se gibljejo s hitrostjo, ki je blizu hitrosti svetlobe.
Sama kilonova je sij v optičnem in infrardečem območju valov, ki ga povzroča radioaktivni razpad težkih elementov. Astronomi verjamejo, da sta se dve nevtronski zvezdi v GW 170817 združili v črno luknjo. Raziskovalci verjamejo, da bližnja infrardeča svetlost kilona GRB 200522A kaže, da sta se nevtronski zvezdi združili in tvorili nekaj drugega: magnetar.
Magnetarji so vrsta nevtronske zvezde, vendar imajo blazno močna magnetna polja – približno 1000-krat močnejša od povprečne nevtronske zvezde.
Magnetarji so zelo redki; do danes so jih v Mlečni poti odkrili le 24. Zaradi tega je precej težko razumeti, kako nastanejo. Če sta dve nevtronski zvezdi, povezani z GRB 200522A, tvorili magnetar, nam to daje nov mehanizem, prek katerega bi lahko nastale te ekstremne zvezde.
“Vemo, da magnetarji obstajajo, ker jih vidimo v naši galaksiji,” je dejal Fong.
»Mislimo, da je večina nastala iz eksplozij masivnih zvezd, pri čemer ostanejo zelo magnetizirane nevtronske zvezde. Vendar je možno, da se njihov majhen del tvori ob združitvi nevtronskih zvezd. Dokazov o tem še nismo videli. '
Do danes je bila potrjena in dobro karakterizirana le ena kilonova, GW 170817.
Toda nova študija je korak k katalogizaciji možne raznolikosti kilolonskih zvezd in razumevanju obsega rezultatov trka dveh nevtronskih zvezd.
Študija je sprejeta za objavo v The Astrophysical Journal in je na voljo na arXiv.
Viri: Fotografija: (NASA, ESA in D. Player / STScI)
