V celom vesmíre, vzdialenej 5,5 miliárd svetelných rokov, zaznamenalo množstvo ďalekohľadov jasný záblesk krátkeho výbuchu gama lúčov. Veľmi podobné výbuchu kilonovej hviezdy.
Astronómovia sa pokúsili spojiť údaje s kolíziou neutrónových hviezd, ktorá bola zaznamenaná prvýkrát v histórii ešte v roku 2017.
Objav roku 2017, známy ako GW 170817, bol veľkým prínosom: obrovské množstvo údajov o rôznych signáloch, ktoré nám pomáhajú porozumieť udalostiam a rozpoznať, na čo sa pozeráme, ak sa znova objaví podobný jav.
Ale niečo je s kilonovou sprevádzajúcou výbuch gama lúčov, nazývané GRB 200522A, veľmi odlišné od zrážky neutrónových hviezd. Svetlice, zachytená Hubbleovým vesmírnym teleskopom v blízkej infračervenej oblasti, bola neuveriteľne jasná – 10-krát jasnejšia, ako predpovedali modely zrážok neutrónových hviezd.
„Tieto pozorovania nezodpovedajú tradičným vysvetleniam krátkych výbojov gama lúčov,“ uviedol astronóm Wen-fi Fong z Northwestern University.
“Vzhľadom na to, čo vieme o rádiách a röntgenových lúčoch z tejto explózie, nejde o kolíziu.” Blízko-infračervené žiarenie, ktoré detekujeme pomocou Hubbla, je príliš jasné. “
Žiarenie ako prvé zachytilo vesmírne teleskopy určené na detekciu gama zábleskov Neil Gerels Swift Observatory, NASA. Ihneď po prijatí varovania sa na miesto výbuchu začali naladiť ďalšie vesmírne a pozemské ďalekohľady.
Veľmi veľké pole, W.M. Sieť globálnych ďalekohľadov Keck Observatory a Las Cumbres Observatory pracovala na získaní elektromagnetického profilu udalosti od rádiových vĺn po röntgenové lúče. Ukázali, že išlo o krátky záblesk gama žiarenia – druh výbuchu, ktorý trval menej ako dve sekundy a súvisel so zlúčením neutrónových hviezd.
Ale Hubblov vesmírny ďalekohľad, ktorý tento jav pozoruje v blízkej infračervenej oblasti, zmenil názor vedcov.
“Keď údaje prišli, vytvorili sme si obraz mechanizmu vyžarovania svetla, ktorý sme videli,” uviedol astronóm Tanmoy Laskar z University of Bath vo Veľkej Británii.
„Museli sme úplne zmeniť náš myšlienkový postup, pretože vďaka informáciám, ktoré dodal Hubble, sme si uvedomili, že musíme opustiť tradičné myslenie a predpokladať, že sa deje nový fenomén. Potom sme museli prísť na to, čo tieto extrémne silné výbuchy znamenajú pre fyziku. “
Zrážka dvoch neutrónových hviezd – zrútenia jadier mŕtvych hviezd – je významnou udalosťou. Neutrónové hviezdy sú malé a husté, majú asi 1,1 až 2,5-násobok hmotnosti Slnka, ale sú zabalené do gule s priemerom iba 20 kilometrov.
Pri zrážke vydajú ohromné množstvo energie v podobe výbuchu kilonovej hviezdy 1 000-krát jasnejšej ako normálna nova. To je sprevádzané výbuchom vysokoenergetických gama lúčov z trysiek vyvrhnutej hmoty pohybujúcich sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla.
Samotná kilonova je žiara v optickom a infračervenom rozsahu vĺn spôsobená rádioaktívnym rozpadom ťažkých prvkov. Astronómovia sa domnievajú, že dve neutrónové hviezdy v GW 170817 sa spojili a vytvorili čiernu dieru. Vedci sa domnievajú, že blízka infračervená jasnosť kilogramu GRB 200522A naznačuje, že dve neutrónové hviezdy sa spojili a vytvorili niečo iné: magnetar.
Magnetary sú typom neutrónovej hviezdy, ale majú šialene silné magnetické polia – asi 1000-krát silnejšie ako priemerná neutrónová hviezda.
Magnetary sú veľmi zriedkavé; iba 24 ich bolo doteraz objavených v Mliečnej ceste. Z tohto dôvodu je pre nás dosť ťažké pochopiť, ako vznikajú. Keby dve neutrónové hviezdy spojené s GRB 200522A vytvorili magnetar, dáva nám to nový mechanizmus, prostredníctvom ktorého by tieto extrémne hviezdy mohli vzniknúť.
“Vieme, že magnetary existujú, pretože ich vidíme v našej galaxii,” povedal Fong.
“Myslíme si, že väčšina z nich je tvorená výbuchmi hmotných hviezd, ktoré zanechávajú vysoko zmagnetizované neutrónové hviezdy.” Je však možné, že malá časť z nich vznikne pri zlúčení neutrónových hviezd. Nikdy predtým sme o tom nevideli dôkazy. “
K dnešnému dňu bola potvrdená a dobre charakterizovaná iba jedna kilonova, GW 170817.
Nová štúdia je však krokom k katalogizácii možnej rozmanitosti kilonových hviezd a pochopeniu rozsahu výsledkov zrážky dvoch neutrónových hviezd.
Štúdia je prijatá na zverejnenie v The Astrophysical Journal a je k dispozícii na serveri arXiv.
Zdroje: Foto: (NASA, ESA a D. Player / STScI)
