Нові неймовірні кадри, на яких зображено зіткнення двох зірок, яких ми ніколи раніше не бачили

Уповільнена зйомка події, записана ALMA. (ALMA [ESO/NAOJ/NRAO], Т. Ласкар, С. Дагнелло)

Наслідки епічного зіткнення за участю принаймні одного нейтронна зірка було вперше зафіксовано в міліметровому діапазоні довжин радіочастот.

Результатом є запис короткочасного гамма-спалаху – одного з найенергетичніших, які коли-небудь спостерігали, і одного з найяскравіших тривалих відблисків, які ми коли-небудь бачили. Ці дані можуть допомогти вченим дізнатися більше про ці екстремальні події та вплив, який вони справляють на простір навколо них.

І є неймовірна покадрова зйомка події, світло якої, здається, подолало від 6 до 9 мільярдів світлових років через Всесвіт, щоб бути зафіксованим Великим міліметровим/субміліметровим масивом Атакама (ALMA) у листопаді 2021 року.



«Цей короткий гамма-спалах був першим випадком, коли ми спробували спостерігати таку подію за допомогою ALMA», сказав фізик Вен-фай Фонг Північно-Західного університету.

«Післясвіти для коротких спалахів дуже важко знайти, тому було вражаюче спостерігати, як ця подія сяяла так яскраво. Після багатьох років спостережень за цими спалахами це дивовижне відкриття відкриває нову область дослідження, оскільки спонукає нас спостерігати ще багато таких спалахів за допомогою ALMA та інших систем телескопів у майбутньому».

Спалахи гамма-випромінювання є найпотужнішими відомими вибухами у Всесвіті. Всього за 10 секунд гамма-спалах може випромінювати більше енергії, ніж зірка, як Сонце, за 10 мільярдів років.

І вони важливі; як ми бачили в перше в історії зіткнення нейтронних зірок , саме в таких вибухах куються елементи, важчі за залізо і викинуто у Всесвіт. Золотий перстень, який ви носите на своєму пальці, є продуктом надзвичайної зіркової катастрофи.

Ми знаємо, що зіткнення нейтронних зірок викликають тип гамма-спалаху, відомий як короткочасний гамма-спалах, або SGRB. Вони тривають лише мілісекунди та залишають яскраве післясвітіння, коли викид від вибуху врізається в газ міжзоряного середовища та взаємодіє з ним.

Як правило, ці SGRB не спостерігаються в радіохвилях, що може ускладнити їх інтерпретацію.

«Ці вибухи відбуваються у далеких галактиках, що означає, що світло від них може бути досить слабким для наших телескопів на Землі», пояснив астрофізик Танмой Ласкар Університету Радбуда в Нідерландах.

«До ALMA міліметрові телескопи були недостатньо чутливими, щоб виявити ці післясвіти».

Уповільнена зйомка події, записана ALMA. (Т. Ласкар, С. Дагнелло, ALMA [ESO/NAOJ/NRAO])

Оскільки ця конкретна подія під назвою GRB 211106A була дуже далекою, її не вдалося виявити нашими поточними гравітаційна хвиля астрономічні прилади. Енергійне рентгенівське випромінювання, яке супроводжувало короткий вибух, було зафіксовано обсерваторією Ніла Герельса Свіфта NASA.

Однак такі віддалені галактики, як галактика GRB 211106A, не можна виявити в рентгенівському випромінюванні, а пил у цьому регіоні означав, що оптичні спостереження Хаббла були не кращими для точного визначення джерела.

З цієї причини вчені, які досліджували лише рентгенівський випромінювання, вважали, що місце вибуху було відносно неподалік. Тож вони звернулися до ALMA, коли вперше міліметрові хвилі були використані для спостереження та контекстуалізації спалаху гамма-випромінювання.

«Спостереження Хаббла виявили незмінне поле галактик», — сказав Ласкар .

«Незрівнянна чутливість ALMA дозволила нам визначити розташування GRB у цьому полі з більшою точністю, і виявилося, що він знаходиться в іншій слабкій галактиці, яка знаходиться далі.

«Це, у свою чергу, означає, що цей короткочасний гамма-спалах навіть потужніший, ніж ми думали спочатку, що робить його одним із найяскравіших та найенергетичніших за всю історію».

Коли нейтронні зірки стикаються, результат вражаючий: вибух, що супроводжується струменями матеріалу, які вириваються назовні зі значним відсотком швидкості світла. Якщо нам пощастить, ці струмені орієнтовані таким чином, що один спрямований більш-менш на нас, так що ми бачимо виверження як гамма-спалах.

Спостереження в міліметровому діапазоні дозволили дослідникам виміряти деякі ключові властивості GRB 211106A; а саме кут розкриття струменя, який можна використовувати для визначення швидкості SGRB у Всесвіті, і більш точне вимірювання енергії GRB.

«Міліметрові хвилі можуть розповісти нам про щільність середовища навколо GRB», – сказала астроном Женев’єва Шредер Північно-Західного університету.

І в поєднанні з рентгенівськими променями вони можуть розповісти нам про справжню енергію вибуху. Оскільки випромінювання міліметрових хвиль можна виявити протягом більш тривалого часу, ніж рентгенівське випромінювання, міліметрове випромінювання також можна використовувати для визначення ширини струменя гамма-всплеску.

Дослідники виявили, що GRB 211106A має деякі незвичайні властивості як у своїй головній галактиці, так і в її енергетичному профілі.

Зрештою, це свідчить про те, що існує більша різноманітність властивостей SGRB, ніж це враховано на даний момент, що означає постійне спостереження та класифікацію цих подій є виправданими.

Отже, хоча це може бути перший міліметровий набіг на ці неймовірні вибухи, вкрай малоймовірно, що він буде останнім.

«ALMA руйнує ігрове поле з точки зору своїх можливостей на міліметрових довжинах хвиль і дозволила нам побачити слабкий динамічний Всесвіт у цьому типі світла вперше», – сказав Фонг .

«Після десятиліття спостережень за короткими гамма-всплескими справді дивовижно спостерігати силу використання цих нових технологій для розгортання несподіваних подарунків із Всесвіту».

Дослідження прийнято Листи астрофізичного журналу , і доступний на arXiv .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.