Звезде се сударају у галактичком ‘дербију рушења’, што резултира ексцентричним праском гама зрака – Арс Тецхница

Када су астрономи у октобру 2019. открили снажан гама зрачење (ГРБ), највероватније објашњење је било да је масивна, умирућа звезда у удаљеној галаксији експлодирала у супернови. Међутим, подаци из каснијих посматрања показали су да је експлозију изазвао судар звезда (или њихових остатака) у густо насељеном региону у близини супермасивне црне рупе древне галаксије, према Нови лист Објављено у Натуре Астрономи. Претпоставља се да је тако редак догађај, али ово је први опсервацијски доказ.

Као што је раније поменуто, рафали гама зрака су експлозије изузетно високе енергије у удаљеним галаксијама које трају од милисекунди до неколико сати. Постоје две категорије експлозија гама зрака. Већина (70 процената) су дуги рафали који трају дуже од две секунде, често са јарким сјајем. Они су обично повезани са галаксијама са брзим формирањем звезда. Астрономи верују да су дуги изливи повезани са смрћу масивних звезда које колабирају и формирају неутронску звезду или црну рупу (или, алтернативно, новоформирани магнетар). Мини црна рупа ће производити млазове високоенергетских честица које се крећу близу брзине светлости, довољно моћне да пробију остатке прастаре звезде и емитују рендгенске и гама зраке.

ГРБ који трају мање од 2 секунде (око 30 процената) сматрају се кратким рафалима, који обично потичу из региона са врло мало формирања звезда. Астрономи верују да су ови рафали гама зрака узроковани спајањем две неутронске звезде или спајањем неутронске звезде са црном рупом која формира „килонову“.

Рафал гама зрака који је открила НАСА-ина опсерваторија Неил Гехрелс Свифт 2019. спада у велики домет. Али астрономи су били збуњени јер нису могли да пронађу доказе о сличној супернови. „За сваких 100 догађаја који се уклапају у традиционалну шему класификације за експлозије гама зрака, постоји барем једна чудна лопта која нас баца у петљу“, рекао је коаутор Вен Феи Фунг, астрофизичар на Универзитету Нортхвестерн. „Међутим, управо ове чудне лопте нам говоре највише о невероватној разноликости експлозија за које је универзум способан.

Занимљиво је да су Фунг и његове колеге пратили бледење накнадног сјаја користећи Међународну опсерваторију Гемини, увећану подацима прикупљеним од стране скандинавских оптичких телескопа и свемирског телескопа Хуббле. Послесјај им је омогућио да лоцирају ГРБ у региону само 100 светлосних година од језгра древне галаксије – то јест, веома близу супермасивне црне рупе у њеном центру. Закључили су да је експлозију изазвао судар две звезде или звездани остаци.

Ово је важно јер постоје три позната процеса смрти звезде, у зависности од њене масе. Масивне звезде експлодирају у супернови, док звезда са масом нашег сунца одбацује своје спољашње слојеве и на крају бледи у белог патуљка. Звездани остаци формирани од супернова – неутронских звезда или црних рупа – могу формирати бинарне системе и на крају се сударати.

Сада имамо четврту алтернативу: звезде се могу сударати у густо збијеним регионима древних галаксија – догађај који је веома редак у активним галаксијама, које нису тако густе. Древна галаксија би могла да садржи милион звезда на подручју пречника само неколико светлосних година. У овом случају, гравитациони ефекти тако близу супермасивне црне рупе би променили кретање тих звезда тако да се крећу у насумичним правцима. На крају ће доћи до судара.

У ствари, аутори истичу да ове врсте судара можда и нису тако ретке; Ми једноставно не детектујемо сигнале ГРБ-а и накнадног сјаја јер сва прашина и гас блокирају наш поглед на древне галактичке центре. Ако астрономи могу да ухвате потпис гравитационог таласа у вези са овом врстом ГРБ-а у будућности, то би им могло рећи више о овој врсти звездане смрти.

„Ови нови резултати показују да звезде могу да дочекају своју смрт у неким од гушћих региона универзума где се могу гурнути у сударе“, рекао је коаутор Ендрју Леван, астроном са Универзитета Радбоуд у Холандији. „Ово је узбудљиво за разумевање како звезде умиру и за одговоре на друга питања, као што су неочекивани извори који би могли да створе гравитационе таласе које можемо открити на Земљи.“

ДОИ: Астрономија природе, 2023. 10.1038 / с41550-023-01998-8 (о ДОИ).