Нова килонова подстиче астрономе да преиспитају оно што знамо о експлозијама гама зрака

Пре годину дана, астрономи су открили моћан прасак гама зрака (ГРБ) који је трајао око два минута и назвали га ГРБ 211211А. Сада овај необичан догађај поништава дуготрајну претпоставку да су дужи ГРБ потписи масивне звезде која иде у супернову. Уместо тога, два независна тима научника су идентификовала извор као тзв.килоноваизазвано спајањем две неутронске звезде, према А Нови лист Објављено у часопису Натуре. Пошто је спајање неутронских звезда требало да произведе само кратке ГРБ, откриће хибридног догађаја који укључује килонова са дугим ГБР је изненађујуће.

„Ово откриће разбија нашу стандардну идеју о експлозијама гама зрака“, рекла је коауторка Еве ЦхасеХ, постдокторски истраживач у Националној лабораторији Лос Аламос. „Више не можемо да претпоставимо да сви краткотрајни рафали потичу од спајања неутронских звезда, док дуготрајни потичу од супернова. Сада схватамо да је категоризација експлозија гама зрака много теже. Ово откриће гура наше разумевање гама зрака пуца до крајности.”

као што смо Споменуо сам ранијеРафали гама зрака су експлозије изузетно високе енергије у удаљеним галаксијама које трају од милисекунди до неколико сати. први експлозије гама зрака То је примећено крајем шездесетих, захваљујући лансирању вила сателита од стране Сједињених Држава. Њихова сврха је била да открију потписе гама зрака тестирања нуклеарног оружја након Споразума о забрани нуклеарних проба из 1963. са Совјетским Савезом. Сједињене Државе су се плашиле да Совјети спроводе тајна нуклеарна тестирања, кршећи споразум. У јулу 1967. два од тих сателита су ухватила бљесак гама зрачења који није био јасан знак теста нуклеарног оружја.

Пре само два месеца, више сателитских детектора је открило а Снажан прасак гама зрака пролазећи кроз наш соларни систем, шаљући астрономе широм света да тренирају своје телескопе на том делу неба како би прикупили виталне податке о догађају и његовом накнадном сјају. Назван ГРБ 221009А, био је то најснажнији гама-зрачење забележен до сада, и вероватно „поклич при рођењу” нове црне рупе.

Постоје два типа рафала гама зрака: кратки и дуги. Класични краткопериодични ГРБ трају мање од 2 секунде, а раније се сматрало да настају само спајањем два ултра густа објекта, као што су бинарне неутронске звезде, стварајући пратећу килонову. Дуги ГРБ-ови могу трајати од неколико минута до неколико сати и сматра се да настају када масивна звезда постане супернова.

Астрономи у телескопима Ферми и Свифт истовремено су детектовали последњи гама зрачење прошлог децембра и одредили локацију у сазвежђу. Чизме. Ова брза идентификација омогућила је другим телескопима широм света да скрену пажњу на овај сектор, омогућавајући им да ухвате килонову у раним фазама. И био је изузетно близу експлозији гама зрака: око 1 милијарду светлосних година од Земље, у поређењу са око 6 милијарди година за просечни до сада откривени гама-зрачење. (Светлост је путовала од најудаљенијег ГРБ-а до сада забележеног око 13 милијарди година.)

„То је било нешто што раније нисмо видели,“ рекао је коаутор Симон ДиСхиара, астроном у Пенн Стејту и члан Свифтовог тима. „Знали смо да то није повезано са суперновом, смрћу масивне звезде, јер је била тако близу. То је била потпуно друга врста светлосног сигнала, онај који повезујемо са килоновом, експлозијом изазваном сударом неутронске звезде“.

Када две бинарне неутронске звезде почну да се окрећу у својој спирали смрти, оне шаљу моћне гравитационе таласе и одвајају материју богату неутронима једна од друге. Тада се звезде сударају и спајају, стварајући врели облак крхотина који сија светлошћу са више таласних дужина. Астрономи верују да је то крхотина богата неутронима да производи видљиву и инфрацрвену килонова светлост – сјај је светлији у инфрацрвеном него у видљивом спектру, што је карактеристичан потпис таквог догађаја који је резултат тога што тешки елементи у избацивању блокирају видљиву светлост, али пропуштају унутра зраци пролазе инфрацрвено.

Овај потпис је откривен пост хоц анализом ГРБ211211А. А пошто каснији распад спајања неутронских звезда производи тешке елементе попут злата и платине, астрономи сада имају нови начин да проуче како се ови тешки елементи формирају у нашем универзуму.

Пре неколико година, покојни астрофизичар Неил Гриллс Он је сугерисао да дужи рафали гама зрака могу бити произведени спајањем неутронских звезда. Чини се само прикладним да је НАСА-ина опсерваторија Свифт, названа у његову част, одиграла кључну улогу у открићу ГРБ 211211А и првом директном доказу такве везе.

„Ово откриће је јасан подсетник да универзум никада није у потпуности истражен.“ рекла је коауторка Гиллиан Растингад, А Пх.Д. Студент на Универзитету Нортхвестерн. „Астрономи често узимају здраво за готово да се порекло ГРБ-ова може утврдити колико су дуги ГРБ-ови, али ово откриће нам показује да још много тога треба разумети о овим невероватним догађајима.

ДОИ: Природа, 2022. 10.1038 / с41550-022-01819-4 (О ДОИ).