Šajā ilustrācijā redzama milzīga zvaigzne, kas gatavojas eksplodēt. Sprādziens izraisījās pēc tam, kad tās pavadonis, mirusi zvaigzne (melnais caurums vai neitronu zvaigzne) iekrita zvaigznes kodolā. Zinātnieki saka, ka melnais caurums vai neitronu zvaigzne sadūrās ar masīvo zvaigzni, un pēc tam, gadsimtiem ilgi ceļojot pa iekšzemi, no zvaigznes atmosfēras (attēlā, kas ieskauj zvaigzni) izgrūda materiāla virpuli. Kad tas sasniedza zvaigznes kodolu, materiāls no kodola ātri nokrita uz zvaigznes līķa, atbrīvojot pāris strūklas gandrīz gaismas ātrumā. Šī mākslinieka attēlā strūklas tiek parādītas tunelī caur zvaigzni, drīzumā izraisot supernovas sprādzienu. Pēc dažiem gadiem supernova sagraus lielāko daļu izmesto spirāli, kas stiepjas līdz aptuveni 10 000 reižu lielākajai zvaigznei. Tas radīs gaišu pārejošu radio avotu, ko novēro ļoti lielais masīvs. Kredīts: Čaks Kārters
Teorētiķi ir paredzējuši pirmo pilnīgi jauna veida supernovas novērojumu, taču tas iepriekš nav apstiprināts.
2017. gadā tika atklāts gaišs un neparasts radioviļņu avots datos, kas iegūti ļoti liela masīva debesu apsekojumā (VLA) – projektā, kas skenē nakts debesis ar radioviļņu garumiem. Tagad, vadot Caltech maģistrantu Dillon Dong (MS ’18), astronomu komanda ir noteikusi, ka spožo radio mirdzumu izraisīja Melnais caurums vai neitronu zvaigzne Viņa bezprecedenta procesā saduras ar savu pavadošo zvaigzni.
“Masīvas zvaigznes parasti eksplodē kā supernovas, kad beidzas to kodoldegviela,” saka Gregs Hallinans, Caltech astronomijas profesors. “Bet šajā gadījumā gāzveida melnais caurums vai neitronu zvaigzne izraisīja tās pavadošās zvaigznes priekšlaicīgu eksplodēšanu.” Šī ir pirmā reize, kad tiek apstiprināts apvienošanās izraisīts supernovas sprādziens.
Žurnālā ir publicēts raksts par rezultātiem Zinātne 2021. gada 3. septembrī.
Spilgti spīd nakts debesīs
Hallinans un viņa komanda meklē tā saucamos radio pārejas laikus-īslaicīgus radioviļņu avotus, kas spoži spīd un ātri sadedzina kā sērkociņš aptumšotā telpā. Radio raidītāji ir lielisks veids, kā identificēt neparastus astronomiskus notikumus, piemēram, masīvas zvaigznes, kas eksplodē un izlaiž enerģiskas strūklas vai neitronu zvaigžņu apvienošanos.
Dillon Dong, ar 40 metru radio trauku Caltech Owens Valley radio observatorijā fonā.
Izpētot Vongu milzīgo datu kopu, Dons izvēlējās ļoti gaišu radioviļņu avotu no VLA aptaujas ar nosaukumu VT 1210 + 4956. Šis avots ir saistīts ar spilgtāko radio pāreju, kas saistīta ar supernovu.
Dongs noteica, ka spožā radio enerģija sākotnēji bija zvaigzne, ko ieskauj bieza, blīva gāzes garoza. Šis gāzveida apvalks tika izmests no zvaigznes pirms dažiem simtiem gadu pirms mūsdienām. VT 1210+4956, Radio pārejošs, radās, kad zvaigzne beidzot eksplodēja supernovā un no sprādziena atbrīvotais materiāls mijiedarbojās ar gāzes apvalku. Tomēr pats gāzes šāviņš un laika grafiks, kurā tas tika palaists no zvaigznes, bija neparasti, tāpēc Dongam bija aizdomas, ka šī sprādziena stāstā varētu būt vairāk.
Divi neparasti notikumi
Pēc Donga atklājuma Caltech maģistrantūra Anna Ho (PhD ’20) ierosināja šo radio tranzītu salīdzināt ar citu īsu spilgtu notikumu indeksu rentgena spektrā. Daži rentgena notikumi bija tik īslaicīgi, ka tie pastāvēja debesīs tikai dažas sekundes pēc Zemes laika. Pārbaudot šo citu katalogu, Dong atklāja rentgena avotu, kas radies no tās pašas vietas debesīs kā VT 1210 + 4956. Rūpīgi analizējot, Dong pierādīja, ka rentgena un radioviļņi, iespējams, ir no tā paša notikuma.
Gregs Halinanins
“Tuvojošais rentgena starojums bija neparasts notikums – tas liecināja, ka sprādziena brīdī tika palaista relatīvistiska lidmašīna,” saka Dongs. Radioluminiscējošais spīdums norādīja, ka šī sprādziena materiāls vēlāk sadūrās ar milzīgu blīvas gāzes gredzenu, kas pirms gadsimtiem bija izraidīts no zvaigznes. Šie divi notikumi nav saistīti viens ar otru un ir ļoti reti sastopami atsevišķi. ”
mīklu atrisināšana
nu kas noticis? Pēc rūpīgas modelēšanas komanda ir identificējusi visticamāko skaidrojumu – notikumu, kurā iesaistīti daži kosmiskie spēlētāji gravitācijas viļņi.
Viņi spekulēja, ka kompaktas paliekas no iepriekš uzsprāgušas zvaigznes – melnais caurums vai neitronu zvaigzne – drīz riņķos ap zvaigzni. Laika gaitā melnais caurums sāka vilkt savas pavadošās zvaigznes atmosfēru un izšaut to kosmosā, veidojot gāzes toru. Šis process tuvināja abus objektus arvien tuvāk, līdz melnais caurums ienāca zvaigznē, izraisot zvaigznes sabrukumu un eksplodēšanu kā supernovu.
Rentgenstarus radīja strūkla, kas tika izšauta no zvaigznes kodola brīdī, kad tā sabruka. Turpretī radioviļņi tika radīti gadus vēlāk, kad eksplodējošā zvaigzne sasniedza gāzes toru, ko izspieda augošais saspiestais korpuss.
Astronomi zina, ka masīva zvaigzne un to pavadošais kompaktais ķermenis var veidot tā saukto stabilo orbītu, kur abi ķermeņi ārkārtīgi ilgā laika posmā pakāpeniski vērpjas arvien tuvāk un tuvāk. Šis process veido bināru sistēmu, kas ir stabila miljoniem līdz miljardiem gadu, bet galu galā sadursies un izstaros tāda veida gravitācijas viļņus, lego iekšā 2015. un 2017. gads.
Tomēr VT 1210 + 4956 gadījumā abi objekti uzreiz un katastrofāli sadūrās, kā rezultātā notika rentgena staru eksplozija un novērotie radioviļņi. Lai gan šādas sadursmes teorētiski tika paredzētas, VT 1210 + 4956 sniedz pirmos konkrētus pierādījumus tam, ka tas notiek.
Sakritības aptauja
VLA Sky Survey iegūst milzīgu datu apjomu par radio signāliem no naksnīgajām debesīm, taču šo datu pārmeklēšana, lai atklātu interesantu un spilgtu notikumu, piemēram, VT 1210+4956, ir kā atrast adatu siena kaudzē. Dongs saka, ka šīs adatas atrašana savā ziņā bija nejaušība.
“Mums bija idejas par to, ko mēs varētu atrast VLA aptaujā, taču mēs bijām atvērti iespējai atrast lietas, kuras negaidījām,” skaidro Dongs. “Mēs radījām apstākļus, lai atklātu kaut ko interesantu, veicot brīvi ierobežotu un atklātu meklēšanu lielās datu kopās un pēc tam ņemot vērā visas kontekstuālās norādes, ko mēs varam savākt par atrastajiem objektiem. Šī procesa laikā jūs atradīsit sevi dažādos virzienos, dažādas interpretācijas, un jūs vienkārši ļaujat dabai pateikt, kas tur ir. “
Dokumenta nosaukums bija “Pārejošs radio avots, kas atbilst kodolsintēzes supernovai”. Dillon Dong ir pirmais autors. Papildus Hallinan un Hu, līdzautori ir Ehud Nakar, Andrew Hughes, Kenta Hotukizaka, Steve Myers (PhD 90), Keshalai Dee (MS ’18, PHD ’21), Kunal Moli (PhD 15), Vikram Ravi, Asaf Horesh, Mansi Kesliwal (MS ’07, Ph.D. ’11) un Shree Kulkarni. Finansējumu nodrošināja Nacionālais zinātnes fonds, ASV un Izraēlas divpusējais zinātnes fonds, Plānošanas un budžeta komitejas I-Core programma un Izraēlas Zinātnes fonds, Kanādas Dabaszinātņu un inženierzinātņu padome, Millera pamatpētniecības institūts. Zinātne UC Berkeley un Japānas Zinātnes veicināšanas biedrība, agrīno profesionālo zinātnieku programma, Nacionālā radioastronomijas observatorija un Heising-Simons fonds.
