Вибухи високої енергії з усього Всесвіту, які називаються довгими спалахами гамма-випромінювання, давно пов’язували з колапсом масивних зірок, але астрономи кажуть, що вони простежили майже хвилинний спалах до дивовижного та рідкісного явища, що кидає виклик давнім науковим переконанням про деякі з найпотужніших об’єктів у Всесвіті.
У грудні 2021 року астрофізики помітили 50-секундний гамма-всплеск (будь-який гамма-всплеск понад дві секунди класифікується як довгий гамма-всплеск), який був занесений у каталог як GRB211211A і, за оцінками, знаходиться приблизно в мільярді світлових років від Землі — це вважається близьким за масштабом Всесвіт. Після більш детального дослідження вони були приголомшені, відстеживши спалах назад до кілонової, рідкісної події, що виникає в результаті злиття нейтронної зірки високої щільності з компактним потужним об’єктом, таким як чорна діра або інша нейтронна зірка.
«Ця подія не схожа ні на що інше, що ми бачили раніше від тривалого гамма-спалаху», — сказала в заяві докторант Північно-Західного університету Джилліан Растінеджад. «Ця подія являє собою захоплюючу зміну парадигми в астрономії гамма-спалахів».
Растінежад очолив дослідження відкриття, опублікованого в середу в журналі Nature.
«Коли я почав працювати 15 років тому, було встановлено, що довгі спалахи гамма-випромінювання виникають внаслідок колапсу масивних зірок», — додав професор Північно-Західного університету та старший автор дослідження Вен-Фай Фонг.
Фонг пояснює, що дивно бачити такий довгий GRB, прив’язаний до кілонової замість зірки, що вибухає.
«Коли ви поєднуєте дві нейтронні зірки, виявляється, що там не так багато маси», — сказала вона. «Трохи маси збільшується, а потім викликає дуже короткий спалах. У випадку колапсів масивних зірок, які традиційно викликають триваліші спалахи гамма-випромінювання, час живлення триває довший».
«Це виявлення порушує наше стандартне уявлення про спалахи гамма-випромінювання», — додає Єва Чейз, також співавтор статті з Національної лабораторії Лос-Аламоса. «Тепер ми розуміємо, що спалахи гамма-випромінювання набагато важче класифікувати. Це виявлення розширює наше розуміння спалахів гамма-випромінювання до меж».
Галактика, в якій знаходиться ця кілонова, також є несподіваною, тому що вона молодша і все ще формує зірки, майже протилежна галактиці, де спостерігалося єдине інше відоме злиття нейтронних зірок відносно близько до Землі.
«Я думаю, що це змінює наше уявлення про типи галактик, за якими ми повинні спостерігати, коли ми шукаємо сусідні кілонові», — сказала Аня Нуджент, доктор філософії з Північно-Західного регіону. студент астрономії та співавтор дослідження.
Пов’язане дослідження, опубліковане в Nature Astronomy, дещо глибше розглядає властивості події, що стоїть за спалахом, що може допомогти пояснити інші таємничі гамма-всплески, які не зовсім відповідають шаблону.
«Ми не очікуємо, що злиття триватиме довше двох секунд. Якимось чином цей реактивний літак приводив у рух майже цілу хвилину», — говорить провідний автор Бенджамін Гомпертц з Бірмінгемського університету у Великобританії. «Можливо, таку поведінку можна пояснити довгоіснуючою нейтронною зіркою, але ми не можемо виключати, що те, що ми бачили, було нейтронною зіркою, яку розірвала чорна діра. Вивчення більшої кількості цих подій допоможе нам визначити, яка саме правильна відповідь».
Космічний телескоп Джеймса Вебба є одним із нових потужних інструментів, які вчені зможуть використовувати для більш глибокого вивчення кілонових, а також, можливо, спостерігати за утворенням деяких важчих елементів у Всесвіті, які пов’язані з нейтронними зірками.
