Przejdź do treści

Łączenie się gwiazd neutronowych skutkuje nowymi niewiadomymi dla astrofizyków

rozbłysk gamma

Poświata z odległego połączenia się gwiazd neutronowych wykryta w sierpniu ubiegłego roku wciąż się rozjaśnia – ku zaskoczeniu astrofizyków badających następstwa masowej kolizji, która miała miejsce około 138 milionów lat świetlnych stąd i wysyła fale grawitacyjne, które mkną przez Wszechświat.

Nowe obserwacje z obserwatorium rentgenowskiego Chandra opublikowane w „Astrophysical Journal Letters” wskazują, że rozbłysk gamma uwolniony podczas kolizji jest bardziej złożony, niż naukowcy początkowo to sobie wyobrażali.

Gdy widzimy krótki rozbłysk gamma, generowana przez strumień emisja staje się zwykle jasna na krótki czas, gdy rozbija się w otaczającym ją ośrodku, a następnie znika, gdy system przestaje wstrzykiwać energię do wypływów. Ten rozbłysk jest inny – mówi Daryl Haggard, astrofizyk Uniwersytetu McGill w Montrealu, której zespół prowadził te nowe badania.

Nowe dane mogą być wyjaśnione za pomocą bardziej skomplikowanych modeli pozostałości po połączeniu gwiazd neutronowych. Jedna z możliwości jest taka: fuzja gwiazd uruchomiła strumień, który wstrząsnął otaczającymi gazowymi odpadami, co spowodowało utworzenie się gorącego kokonu wokół strumienia, a ten świecił w promieniach rentgenowskich i na falach radiowych przez wiele miesięcy.

Obserwacje rentgenowskie są zgodne z danymi fal radiowych przekazanymi w zeszłym miesiącu przez inny zespół naukowców, który stwierdził, że emisje z kolizji także nieprzerwanie jaśnieją na przestrzeni czasu. Podczas gdy teleskopy radiowe były w stanie monitorować poświatę przez całą jesień, obserwatoria rentgenowskie i optyczne nie mogły jej oglądać przez trzy miesiące, ponieważ ten punkt na niebie był wówczas zbyt blisko Słońca.

Gdy źródło wyłoniło się z tego martwego punktu na niebie na początku grudnia, nasz zespół Chandra skorzystał z okazji, aby zobaczyć, co się dzieje. Rzeczywiście, poświata okazała się jaśniejsza w falach rentgenowskich, tak samo jak w radiowych – mówi John Ruan, doktor habilitowany w McGill Space Institute i główny autor artykułu.

Ów nieoczekiwany wzorzec zainicjował wśród astronomów próbę zrozumienia, co fizycznie napędza tę emisję. To połączenie gwiazd neutronowych nie przypomina niczego, co widzieliśmy wcześniej. Dla astrofizyków to dar, który wydaje się wciąż obdarowywać – mówi Melania Nynka, inna badaczka z McGill a także współautorka artykułu wraz z astronomami z Uniwersytetu Northwestern w Evanston w stanie Illinois i Uniwersytetu Leicester w Wielkiej Brytanii. 

Połączenie się gwiazd neutronowych zostało wykryte po raz pierwszy 17 sierpnia 2017 roku przez amerykański detektor LIGO. Europejski detektor Virgo i około siedemdziesięciu obserwatoriów naziemnych i kosmicznych pomogło potwierdzić to odkrycie.

To odkrycie otworzyło nową erę w astronomii. Po raz pierwszy naukowcy byli w stanie zaobserwować kosmiczne wydarzenie zarówno w świetle widzialnym (co stanowi podstawę tradycyjnej astronomii), jak i poprzez fale grawitacyjne – zmarszczki w czasoprzestrzeni przewidziane sto lat temu przez ogólną teorię względności Einsteina. Uważa się, że łączenie się gwiazd neutronowych, najgęstszych spośród obiektów we Wszechświecie, jest odpowiedzialne za wytwarzanie ciężkich pierwiastków, takich jak złoto, platyna i srebro.

Więcej:
Neutron-star merger yields new puzzle for astrophysicists

Źródło: McGill University

Opracowanie: Agnieszka Nowak

Reklama