Starptautiskā Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / M. Garlick / M. Mans laiks
Kad astronomi 2019. gada oktobrī atklāja spēcīgu gamma staru uzliesmojumu (GRB), visticamākais izskaidrojums bija tāds, ka masīva, mirstoša zvaigzne tālā galaktikā eksplodēja supernovā. Taču vēlāku novērojumu dati liecina, ka sprādzienu izraisīja zvaigžņu (vai to atlieku) sadursme blīvi apdzīvotā reģionā netālu no senās galaktikas supermasīvā melnā cauruma. jauna lapa Publicēts Nature Astronomy. Tik rets notikums ir postulēts, taču tas ir pirmais novērojumu pierādījums.
Kā minēts iepriekš, gamma staru uzliesmojumi ir ārkārtīgi augstas enerģijas sprādzieni tālās galaktikās, kas ilgst no milisekundēm līdz vairākām stundām. Ir divas gamma staru uzliesmojumu kategorijas. Lielākā daļa (70 procenti) ir gari uzliesmojumi, kas ilgst vairāk nekā divas sekundes, bieži vien ar spilgtu mirdzumu. Tās parasti ir saistītas ar galaktikām ar strauju zvaigžņu veidošanos. Astronomi uzskata, ka ilgi uzliesmojumi ir saistīti ar masīvu zvaigžņu nāvi, kas sabrūk, veidojot neitronu zvaigzni vai melno caurumu (vai, alternatīvi, jaunizveidotu magnetāru). Mini melnais caurums radīs augstas enerģijas daļiņu strūklas, kas pārvietojas tuvu gaismas ātrumam, pietiekami spēcīgas, lai caurdurtu cilmes zvaigznes paliekas un izstaro rentgena un gamma starus.
GRB, kas ilgst mazāk par 2 sekundēm (apmēram 30 procenti), tiek uzskatīti par īsiem uzliesmojumiem, kas parasti rodas no reģioniem, kuros zvaigžņu veidošanās ir ļoti maza. Astronomi uzskata, ka šos gamma staru uzliesmojumus izraisa divu neitronu zvaigžņu saplūšana vai neitronu zvaigznes saplūšana ar melno caurumu, veidojot “kilonovu”.
Gamma staru uzliesmojums, ko NASA Nīla Gerelsa Svifta observatorija atklāja 2019. gadā, ietilpst lielā diapazonā. Bet astronomi bija neizpratnē, jo viņi nevarēja atrast pierādījumus par līdzīgu supernovu. “Katriem 100 notikumiem, kas iekļaujas tradicionālajā gamma staru uzliesmojumu klasifikācijas shēmā, ir vismaz viena dīvaina bumbiņa, kas mūs iemet cilpā.” teica līdzautors Wen Fei Fong, Ziemeļrietumu universitātes astrofiziķis. “Tomēr šīs dīvainās bumbiņas mums visvairāk stāsta par pārsteidzošo sprādzienu daudzveidību, uz ko Visums ir spējīgs.”
Interesanti, ka Fongs un viņa kolēģi sekoja pēcblāzma izzušanai, izmantojot Gemini Starptautisko observatoriju, ko papildināja Skandināvijas optisko teleskopu un Habla kosmiskā teleskopa savāktie dati. Pēcspīdēšana ļāva viņiem atrast GRB reģionā, kas atrodas tikai 100 gaismas gadu attālumā no senās galaktikas kodola, tas ir, ļoti tuvu supermasīvajam melnajam caurumam tās centrā. Viņi secināja, ka sprādzienu izraisīja divu zvaigžņu vai zvaigžņu atlieku sadursme.
Tas ir svarīgi, jo ir zināmi trīs zvaigznes nāves procesi atkarībā no tās masas. Masīvas zvaigznes eksplodē supernovā, savukārt zvaigzne ar mūsu saules masu izmet savus ārējos slāņus un galu galā izgaist par baltu punduri. Zvaigžņu paliekas, kas veidojas no supernovām – neitronu zvaigznēm vai melnajiem caurumiem, var veidot bināras sistēmas un galu galā sadurties.
Tagad mums ir ceturtā alternatīva: zvaigznes var sadurties seno galaktiku blīvi noblīvētajos reģionos — notikums, kas ir ļoti reti sastopams aktīvajās galaktikās, kas nav tik blīvas. Senā galaktikā varētu būt miljons zvaigžņu reģionā, kura diametrs ir tikai daži gaismas gadi. Šajā gadījumā gravitācijas ietekme, kas rodas, atrodoties tik tuvu supermasīvajam melnajam caurumam, mainītu šo zvaigžņu kustības tā, lai tās pārvietotos nejaušos virzienos. Galu galā noteikti notiks sadursme.
Faktiski autori norāda, ka šāda veida sadursmes var nebūt tik retas; Mēs vienkārši nekonstatējam GRB un pēcspīdumu signālus, jo visi putekļi un gāze bloķē mūsu skatu uz senajiem galaktikas centriem. Ja astronomi nākotnē spēs tvert gravitācijas viļņu parakstu kopā ar šāda veida GRB, tas varētu viņiem pastāstīt vairāk par šāda veida zvaigžņu nāvi.
“Šie jaunie rezultāti liecina, ka zvaigznes var nomirt dažos blīvākos Visuma reģionos, kur tās var iespiest sadursmēs.” teica līdzautors Endrjū Levans, astronoms Radboud Universitātē Nīderlandē. “Tas ir aizraujoši, lai saprastu, kā zvaigznes mirst, un atbildētu uz citiem jautājumiem, piemēram, par negaidītiem avotiem, kas varētu radīt gravitācijas viļņus, ko mēs varam atklāt uz Zemes.”
DOI: Dabas astronomija, 2023. gads. 10.1038 / s41550-023-01998-8 (par DOI).
