Новая килонова заставила астрономов переосмыслить то, что мы знаем о гамма-всплесках

Год назад астрономы обнаружили мощный гамма-всплеск (GRB) продолжительностью почти две минуты, получивший название GRB 211211A.

Теперь это необычное событие опровергает давнее предположение о том, что более длинные гамма-всплески являются отличительной чертой массивной звезды, превращающейся в сверхновую. Вместо этого две независимые группы ученых идентифицировали источник как так называемую «килонову», вызванную слиянием двух нейтронных звезд, согласно новой статье, опубликованной в журнале Nature. Поскольку предполагалось, что слияния нейтронных звезд производят только короткие гамма-всплески, открытие гибридного события, включающего килонову с длинным GBR, весьма неожиданно.

«Это обнаружение ломает наше стандартное представление о гамма-всплесках», — сказала соавтор Ева Чейз из Лос-Аламосской национальной лаборатории. «Мы больше не можем предполагать, что все кратковременные вспышки происходят от слияния нейтронных звезд, а длительные вспышки происходят от сверхновых. Теперь мы понимаем, что гамма-всплески гораздо сложнее классифицировать. Это обнаружение доводит наше понимание гамма-всплесков до предела».

Гамма-всплески — это взрывы чрезвычайно высокой энергии в далеких галактиках, длящиеся от нескольких миллисекунд до нескольких часов. Первые гамма-всплески наблюдались в конце 1960-х благодаря запуску в США спутников Vela.

Всего пару месяцев назад несколько космических детекторов зафиксировали мощный гамма-всплеск, прошедший через нашу солнечную систему, что заставило астрономов всего мира направить свои телескопы на эту часть неба, чтобы собрать жизненно важные данные об этом событии и его послесвечении. Названный GRB 221009A, это был самый мощный гамма-всплеск из когда-либо зарегистрированных, и, вероятно, он мог быть «криком рождения» новой черной дыры.

Астрономы на телескопах Fermi и Swift одновременно обнаружили этот последний гамма-всплеск в декабре прошлого года и точно определили его местоположение в созвездии Волопаса. Эта быстрая идентификация позволила другим телескопам по всему миру обратить внимание на этот сектор, что позволило им поймать килонову на самых ранних стадиях. И это было удивительно близко для гамма-всплеска: около 1 миллиарда световых лет от Земли по сравнению с примерно 6 миллиардами лет для среднего гамма-всплеска, обнаруженного на сегодняшний день. (Свет от самого далекого гамма-всплеска из когда-либо зарегистрированных путешествовал около 13 миллиардов лет.)

«Это было то, чего мы никогда раньше не видели», — сказала соавтор Симона Дикиара, астроном из Пенсильванского государственного университета и член команды Swift. «Мы знали, что это не связано со вспышкой сверхновой, смертью массивной звезды, потому что она была слишком близко. Это был совершенно другой вид оптического сигнала, который мы связываем с килоновой, взрывом, вызванным столкновением нейтронных звезд».

Когда две двойные нейтронные звезды начинают вращаться по спирали смерти, они испускают мощные гравитационные волны и отделяют друг от друга материю, богатую нейтронами. Затем звезды сталкиваются и сливаются, создавая горячее облако мусора, которое светится светом с несколькими длинами волн. Астрономы считают, что именно обломки, богатые нейтронами, создают видимый и инфракрасный свет килоновой — свечение в инфракрасном диапазоне ярче, чем в видимом, что является характерным признаком такого события, которое возникает из-за тяжелых элементов в выбросах, которые блокируют видимый свет, но пропускает инфракрасный свет.

Именно эту сигнатуру выявил последующий анализ GRB211211A. А поскольку последующий распад слияния нейтронных звезд приводит к образованию тяжелых элементов, таких как золото и платина, у астрономов теперь есть новый способ изучения того, как эти тяжелые элементы образуются в нашей Вселенной.

«Это открытие является четким напоминанием о том, что Вселенная никогда полностью не изучена», — сказала соавтор Джиллиан Растинежад, доктор философии. студентка Северо-Западного университета. «Астрономы часто считают само собой разумеющимся, что происхождение гамма-всплесков можно определить по их длине, но это открытие показывает нам, что нам еще многое предстоит понять об этих удивительных событиях».