Astronomowie mogli zauważyć poświatę wybuchu kilonowej

Po raz pierwszy astronomowie mogli dostrzec poświatę epickiego wydarzenia kosmicznego znanego jako kilonowa.

Kilonova to masywne eksplozje spowodowane zderzającymi się ze sobą gwiazdami neutronowymi, wysyłającymi w przestrzeń kosmiczną intensywny strumień cząstek o wysokiej energii.

Wytwarzają świetlisty błysk promienistego światła, który wytwarza duże ilości ważnych pierwiastków, takich jak srebro, złoto, platyna i uran.

Naukowcy uważają, że wykryli „poświatę” po wydarzeniu kilonowym w 2017 roku w postaci promieni rentgenowskich uchwyconych przez Obserwatorium Rentgenowskie Chandra NASA.

Nowe badanie było prowadzone przez ekspertów z Northwestern Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) w Evanston w stanie Illinois.

„Weszliśmy tutaj na niezbadane terytorium, aby zbadać skutki łączenia się gwiazd neutronowych” – powiedział Abrajita Hajela z Northwestern, który kierował badaniami.

Po raz pierwszy szukamy czegoś nowego i niezwykłego. Daje nam to możliwość poznania i zrozumienia nowych procesów fizycznych, których wcześniej nie obserwowano.

Gwiazdy neutronowe – zapadnięte jądra gigantycznych gwiazd – mają bardzo mały promień (zwykle 30 km) i bardzo dużą gęstość, składającą się głównie z kompaktowych neutronów. Należy do najgęstszych rzeczy we wszechświecie.

Kiedy dwie gwiazdy neutronowe krążą blisko siebie, stopniowo obracają się do wewnątrz z powodu promieniowania grawitacyjnego, prawie jak dwie monety zbliżające się do siebie, gdy osiągną środek wirnika monetowego.

Kiedy spotykają się dwie gwiazdy neutronowe, ich połączenie prowadzi do powstania masywniejszej gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury, w zależności od masy.

Kilnowa to w zasadzie eksplozja po fuzji, która jest 1000 razy jaśniejsza niż klasyczna nowa.

Artystyczne wrażenie łączenia się gwiazd neutronowych, wytwarzających fale grawitacyjne i skutkujących kilonową

W 2017 roku naukowcy odkryli połączenie dwóch gwiazd neutronowych w galaktyce NGC 4993 dzięki sygnałowi fali grawitacyjnej o nazwie GW170817.

W tym przypadku zdarzeniu fuzji GW170817 towarzyszył wąski, pozaosiowy strumień cząstek o wysokiej energii.

Teraz, trzy i pół roku po połączeniu, dżet zniknął, ujawniając nowe źródło tajemniczych promieni rentgenowskich.

Jako główne wyjaśnienie nowego źródła promieniowania rentgenowskiego, astrofizycy uważają, że rozszerzające się szczątki z połączenia spowodowały wstrząs — podobny do grzmotu dźwiękowego naddźwiękowego samolotu.

Wstrząs ten następnie podgrzał otaczającą materię, emitując promieniowanie rentgenowskie, znane jako zorze kilonowe.

Alternatywnym wyjaśnieniem jest to, że materia opadająca na czarną dziurę – powstałą w wyniku łączenia się gwiazd neutronowych – spowodowała pojawienie się promieni rentgenowskich. Każdy scenariusz byłby pierwszym tego rodzaju w tej dziedzinie.

Aby rozróżnić te dwie interpretacje, astronomowie będą nadal obserwować GW170817 w promieniach X i falach radiowych.

Jeśli poświata kilonowa, emisje rentgenowskie i radiowe powinny stać się jaśniejsze w ciągu najbliższych kilku miesięcy lub lat.

Ale jeśli chodzi o materię spadającą na nowo utworzoną czarną dziurę, promieniowanie rentgenowskie musi albo pozostać na stałym poziomie, albo szybko maleć, a z czasem nie zostanie wykryta żadna emisja radiowa.

Artystyczny widok kosmicznego teleskopu Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra z Uranem w tle

„Dalsze badania GW170817 mogą mieć daleko idące skutki” – powiedziała współautorka badania Kate Alexander, stażystka podoktorancka CIERA na Northwestern University.

Odkrycie kolejnych zórz Kilonowej oznacza, że ​​połączenie nie spowodowało natychmiastowego powstania czarnej dziury.

Alternatywnie obiekt ten może dać astronomom możliwość zbadania, w jaki sposób materia wpada do czarnej dziury kilka lat po jej narodzinach.

Badanie zostało opublikowane w Astrofizyczne listy z dziennika.