Być może widzieliśmy poświatę wybuchu gwiazdy neutronowej w Kilonova

Dziwna poświata rentgenowska widoczna na niebie trzy i pół roku po epickiej kolizji trwającej dwa lata gwiazdy neutronowe Jest to pierwszy tego typu obiekt w dziedzinie nauki.

Według astronomów badających region kosmiczny, może to być poświata eksplozji kilonowej spowodowanej fuzją, która jest prawdopodobnie spowodowana falą uderzeniową z eksplozji, która uderzyła w pył w obszarze kosmicznym wokół eksplozji.

Alternatywnie, poświata może być spowodowana przez materię wyrzuconą podczas eksplozji opadającą z powrotem na nowo połączony obiekt, najprawdopodobniej czarną dziurę o małej masie.

Tak czy inaczej, wydaje się, że to zjawisko nie zostało wcześniej wykryte.

„Wkraczamy tutaj na niezbadane terytorium, badając implikacje fuzji gwiazd neutronowych” Astronom Abrajita Hajela mówi: z Northwestern University.

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

sama eksplozja, Po raz pierwszy odkryto go 17 sierpnia 2017 r.To było dość epickie wydarzenie. Po raz pierwszy astronomowie odkryli moment, w którym dwie gwiazdy neutronowe zderzyły się ze sobą na coraz bardziej zanikającej orbicie i połączyły się.

Nie tylko wydarzenie, nazwane GW170817, zostało uchwycone przy użyciu nowego pola fala grawitacyjna Astronomia, ale w świetle w całym spektrum.

Fuzja spowodowała eksplozję kilonowej, eksplozję 1000 razy jaśniejszą niż klasyczna supernowa. Analiza światła z tej eksplozji wykazała, że ​​zderzenia gwiazd neutronowych wytwarzają rozbłyski promieniowania gamma. że z eksplozji wystrzeliły dżety bliskie prędkości światła; I że w środowisku aktywnym podczas wybuchu powstają metale ciężkie, takie jak złoto, platyna i uran.

Ponieważ była to zupełnie nowa obserwacja, astronomowie kontynuowali obserwację regionu nieba, w którym wystąpiła, około 132 milionów lat świetlnych od Układu Słonecznego.

W zakresie fal rentgenowskich zauważyli coś naprawdę dziwnego. Dziewięć dni po rozbłysku gamma źródło zaczęło świecić w całym widmie, świecąc do maksimum 160 dni po połączeniu. Potem blask szybko zniknął. Zostało to zinterpretowane jako odrzutowiec relatywistyczny.

Jednak podczas gdy poświata zanikła w większości widma, od 2020 r. ustabilizowała się na długościach fal rentgenowskich, a stałe światło utrzymuje się w ciemności kosmosu.

(RTG: NASA/CXC/Northwestern Univ./A. Hajela i wsp.; Ilustracja: NASA/CXC/M. Weiss)

Powyżej: wrażenie artysty przedstawiające rozbłysk z GW170817, ze zdjęciem rentgenowskim.

„Fakt, że promienie rentgenowskie szybko przestały blaknąć, był najlepszym dowodem, jaki mieliśmy do tej pory, że w promieniach rentgenowskich z tego źródła wykryto coś innego niż dżet”. Astrofizyk Raffaella Margotti mówi: z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.

„Wydaje się, że do wyjaśnienia tego, co widzimy, potrzebne jest zupełnie inne źródło promieniowania rentgenowskiego”.

Według analizy zespołu, najlepszym rozwiązaniem dla rozbłysku jest wstrząs relatywistyczny, w którym pociski wybuchają w wyniku zderzenia w kosmosie. Mówią, że jest to jak boom dźwiękowy na Ziemi: gdy ten materiał rozszerza się w przestrzeń wokół połączenia, zderza się z gazem, generując wstrząsy, które ogrzewają gaz i powodują poświatę rentgenowską.

Jeśli tak jest, oznacza to, że powstanie Czarna dziura Spośród dwóch gwiazd neutronowych nie był to szybki proces.

Innym wyjaśnieniem jest to, że kiedy uformowała się czarna dziura, otaczający ją materiał zaczął na nią opadać po zebraniu się w wirowym dysku akrecyjnym. Ten dysk orbitalny, ogrzewany grawitacyjnie i tarciem, będzie również emitował promieniowanie rentgenowskie.

Pierwszy scenariusz to fala uderzeniowa kilonowa lub materia spadająca na nowo powstałą czarną dziurę w wyniku łączenia się gwiazd neutronowych.

Astronomowie będą nadal go monitorować, aby zobaczyć, jak zmienia się zachowanie. Jeśli zabłyśnie w emisjach radiowych w ciągu najbliższych kilku lat, prawdopodobnie będzie to fala uderzeniowa. Jeśli będzie trwać stabilnie, a następnie zmniejszy się jasność, prawdopodobne jest, że czarna dziura będzie się akumulować. Który powie nam coś nowego o łączeniu się gwiazd neutronowych.

„Dalsze badanie GW170817 może mieć dalekosiężne skutki” Astronom Kate Alexander mówi: z Northwestern University.

„Odkrycie kolejnych zórz Kilonova oznacza, że ​​połączenie nie spowodowało natychmiastowego powstania czarnej dziury. Zamiast tego obiekt ten może dać astronomom okazję do zbadania, jak materia spada na czarną dziurę kilka lat po jej narodzinach”.

Badania mają zostać opublikowane w najnowszym numerze Astrofizyczne listy z dziennikadostępny na serwerze prepress arXiv.