Yeni kilonova, gama ışını patlamaları hakkında bildiklerimizi yeniden düşünen gökbilimcilere sahip.

Bir yıl önce gökbilimciler, yaklaşık iki dakika süren güçlü bir gama ışını patlaması (GRB) tespit ettiler ve buna GRB 211211A adını verdiler. Şimdi bu sıra dışı olay, daha uzun GRB’lerin büyük bir yıldızın süpernovaya dönüşmesinin imzası olduğu şeklindeki uzun süredir devam eden varsayımı alt üst ediyor. Bunun yerine, iki bağımsız bilim insanı ekibi, kaynağı sözde “kilonovaA’ya göre iki nötron yıldızının birleşmesinden kaynaklanır. yeni yaprak Nature dergisinde yayınlandı. Nötron yıldızı birleşmelerinin yalnızca kısa GRB’ler üretmesi beklendiğinden, uzun bir GBR’ye sahip bir kilonova içeren hibrit bir olayın keşfi şaşırtıcıdır.

“Bu keşif, standart gama ışını patlamaları fikrimizi kırıyor” ortak yazar Eve Chase dediLos Alamos Ulusal Laboratuvarı’nda doktora sonrası araştırmacı olan H. “Artık tüm kısa süreli patlamaların nötron yıldızı birleşmelerinden, uzun süreli patlamaların ise süpernovalardan geldiğini varsayamayız. Artık gama ışını patlamalarını kategorize etmenin çok daha zor olduğunun farkındayız. Bu keşif, gama ışını anlayışımızı zorluyor. aşırı derecede patlamalar.

olduğumuz gibi daha önce bahsetmiştimGama ışını patlamaları, uzak galaksilerde milisaniyelerden birkaç saate kadar süren son derece yüksek enerjili patlamalardır. ilk gama ışını patlamaları Lansman sayesinde altmışlı yılların sonlarında fark edildi. villa Amerika Birleşik Devletleri tarafından uydular. Amaçları, Sovyetler Birliği ile 1963 Nükleer Denemelerin Yasaklanması Antlaşması’nın ardından yapılan nükleer silah testlerinin gama ışını imzalarını tespit etmekti. Amerika Birleşik Devletleri, Sovyetlerin anlaşmayı ihlal ederek gizli nükleer testler yürüttüğünden korkuyordu. Temmuz 1967’de, bu uydulardan ikisi, açıkça bir nükleer silah testinin imzası olmayan bir gama radyasyonu parıltısı aldı.

Sadece iki ay önce, birden fazla uydu detektörü bir Güçlü bir gama ışını patlaması güneş sistemimizden geçerek, olay ve sonrasındaki parlama hakkında hayati veriler toplamak için dünyanın dört bir yanındaki gökbilimcileri teleskoplarını gökyüzünün o kısmında eğitmek için çabalıyorlar. GRB 221009A olarak adlandırılan bu, bugüne kadar kaydedilen en güçlü gama ışını patlaması ve muhtemelen yeni bir kara deliğin “doğum çığlığı” idi.

İki tür gama ışını patlaması vardır: kısa ve uzun. Klasik kısa dönemli GRB’ler 2 saniyeden daha az sürer ve daha önce yalnızca ikili nötron yıldızları gibi iki aşırı yoğun nesnenin birleşerek bir kilonova üretmesinden meydana geldiği düşünülüyordu. Uzun GRB’ler birkaç dakikadan birkaç saate kadar sürebilir ve büyük bir yıldız süpernovaya dönüştüğünde meydana geldiği düşünülmektedir.

Fermi ve Swift teleskoplarındaki gökbilimciler, geçen Aralık ayında son gama ışını patlamasını aynı anda tespit ettiler ve takımyıldızdaki yerini belirlediler. Çizmeler. Bu hızlı tanımlama, dünyanın dört bir yanındaki diğer teleskopların dikkatlerini bu sektöre çevirmelerine ve bir kilonovayı ilk aşamalarında yakalamalarına olanak sağladı. Ve bir gama ışını patlamasına oldukça yakındı: Şimdiye kadar tespit edilen ortalama gama ışını patlaması için yaklaşık 6 milyar yıl ile karşılaştırıldığında, Dünya’dan yaklaşık 1 milyar ışıkyılı uzaklıkta. (Işık, yaklaşık 13 milyar yıldır şimdiye kadar kaydedilen en uzak GRB’den gitti.)

“Daha önce görmediğimiz bir şeydi” ortak yazar Simon DiShiara dedi, Penn State’de bir astronom ve Swift ekibinin bir üyesi. “Bunun büyük bir yıldızın ölümü olan bir süpernova ile ilişkili olmadığını biliyorduk çünkü çok yakındı. Tamamen farklı türde bir ışık sinyaliydi ve bir kilonova ile ilişkilendirdiğimiz bir sinyaldi, çarpışmanın neden olduğu patlama. nötron yıldızları.”

İki ikili nötron yıldızı kendi ölüm sarmalında dönmeye başladığında, güçlü yerçekimi dalgaları gönderirler ve nötron açısından zengin maddeleri birbirlerinden ayırırlar. Daha sonra yıldızlar çarpışır ve birleşerek çok dalga boylu ışıkla parıldayan sıcak bir enkaz bulutu oluşturur. Gökbilimcilerin görünür ve kızılötesi kilonova ışığı ürettiğine inandıkları şey, nötron açısından zengin enkazdır – ışıma, kızılötesinde görünür spektrumdan daha parlaktır; bu, ejektadaki ağır elementlerin görünür ışığı bloke edip içeri girmesine neden olan böyle bir olayın karakteristik bir imzasıdır. ışınlar. kızılötesi geçer.

Bu imza, GRB211211A’nın post hoc analiziyle ortaya çıkan şeydir. Ve bir nötron yıldızı birleşmesinin müteakip bozunması altın ve platin gibi ağır elementler ürettiğinden, gökbilimciler artık bu ağır elementlerin evrenimizde nasıl oluştuğunu incelemek için yeni bir yola sahipler.

Birkaç yıl önce, merhum astrofizikçi Neil Grylls Daha uzun gama ışını patlamalarının nötron yıldızı birleşmeleriyle üretilebileceğini öne sürdü. NASA’nın onuruna verilen Swift Gözlemevi’nin GRB 211211A’nın keşfinde ve böyle bir bağlantının ilk doğrudan kanıtında önemli bir rol oynaması uygun görünüyor.

“Bu keşif, evrenin hiçbir zaman tam olarak keşfedilmediğinin açık bir hatırlatıcısıdır.” ortak yazar Gillian Rastingad dedi, Doktora Northwestern Üniversitesi’nde öğrenci. “Gökbilimciler genellikle GRB’lerin kökenlerinin GRB’lerin ne kadar uzun olduğuna göre belirlenebileceğini kabul ederler, ancak bu keşif bize bu şaşırtıcı olaylar hakkında hala anlaşılması gereken çok şey olduğunu gösteriyor.”

DOI: Doğa, 2022. 10.1038/s41550-022-01819-4 (DOI’ler hakkında).