Impresia acestui artist arată două stele de neutroni care se îmbină, înconjurate de un cocon de material degajat cu un jet izbucnit.
(Imagine: © Beabudai Design)
O perspectivă hiper-detaliată a primei fuziuni de stele neutronice detectate arată cum coliziunile dintre stelele moarte pot genera unele dintre cele mai puternice explozii din univers, potrivit unui nou studiu.
În 2017, astronomii au asistat la o pereche de stele cu neutroni care s-au contopit pentru prima dată. Stelele neutronice sunt rămășițele unor stele mari care au murit în explozii cataclismice cunoscute sub numele de supernove. Numele derivă din faptul că atracția gravitațională a acestor stele este suficient de puternică pentru a zdrobi protoni și electroni pentru a forma neutroni.
Cercetătorii au făcut descoperirea anului 2017 detectând ondulări în țesătura spațiului și a timpului cunoscute sub numele de unde gravitaționale, care radiau dintr-un accident între o pereche de stele neutronice situate la aproximativ 130 de milioane de ani lumină de Pământ. Oamenii de știință au urmărit descoperirea acestei fuziuni, denumită GW170817, cu observații făcute din telescoape convenționale.
La puțin peste o secundă după ce au fost detectate undele gravitaționale ale GW170817, cercetătorii au depistat, prin telescop, o scurtă explozie de raze gamma. Astfel de explozii sunt cele mai puternice explozii din univers. Fiecare eveniment generator de izbucniri, de la milisecunde până la minute, degajă la fel de multă energie ca soarele pe parcursul întregii sale vieți de 10 miliarde de ani. În mod tradițional, exploziile sunt împărțite în două grupuri - lungi și scurte - în funcție de dacă durează mai mult sau mai puțin de 2 secunde.
Emisiile neobișnuit de lungă durată de radio și de raze X văzute de la GW170817 s-au dovedit a fi o provocare pentru oamenii de știință de a explica. O posibilitate este ca acest ulterior încurcător să fi fost rezultatul unor jeturi puternice și înguste de radiații provenite de la rămășițele coliziunii care s-au găurit prin restul resturilor și au fost direcționate „în afara axei” sau departe de linia de vedere a Pământului. Un alt model sugerează faptul că aceste jeturi nu au dat lovituri prin resturile fuziunii, ci le-au încălzit, dând naștere unui cocon de material în expansiune.
Aruncarea luminii pe urmele lui GW170817 ar putea lumina originile unor scurte raze de raze gamma, au spus cercetătorii studiului. Lucrările anterioare au scos la iveală faptul că exploziile lungi de raze gamma sunt cauzate de jeturi de materiale trase de supernovele la viteze relativiste sau de altele apropiate de viteza luminii. "Pe de altă parte, exploziile cu raze gamma scurte au rămas un puzzle", a declarat pentru Space.com Om Sharan Salafia, astrofizician la Observatorul Astronomic din Brera din Italia și coautor în cadrul noului studiu.
Cauza postglow-ului GW170817 a fost dezbătută, deoarece cercetările anterioare nu au putut obține imagini cu rezoluție suficientă pentru a deduce dimensiunea sursei acestor emisii. Pentru a ajuta la rezolvarea acestui mister, Salafia și colegii săi au folosit o serie de 32 de telescoape radio răspândite pe cinci continente pentru a examina postlow-ul radio GW170817 la aproximativ 207 de zile după fuziune. Combinând date din acest tablou, cercetătorii au creat, în esență, un singur telescop radio extrem de mare - unul de 7.380 mile (11.878 kilometri) lat și suficient de puternic pentru a obține o imagine mai clară a exploziei.
Aceste noi descoperiri sugerează că această sursă radio are o dimensiune relativ strânsă, ceea ce nu suportă modelul de cocon, au spus cercetătorii. În schimb, datele sugerează că GW170817 a generat un jet care se deplasează cu viteze relativiste capabile să străpunge resturile înconjurătoare în spațiul interstelar și nu numai.
„Poza noastră”, datorită rezoluției sale extrem de ridicate - aproape de cea mai înaltă rezoluție posibilă pentru acest tip de observație - ar putea spune aceste două scenarii în afară ”, a spus Salafia.
Aceste descoperiri „aruncă lumina asupra exploziilor de raze gamma scurte; în mod similar cu verii lor„ lungi ”, sunt produse de jeturi relativiste”, Giancarlo Ghirlanda, astrofizician la Observatorul Astronomic din Brera și coautor al studiului, a declarat pentru Space.com. Cercetătorii au estimat că cel puțin 10 la sută dintre fuziunile cu stele de neutroni generează astfel de jeturi relativiste.
Oamenii de știință au detaliat concluziile lor în numărul din 22 februarie al revistei Science.
