Az egész világegyetemben, 5,5 milliárd fényévnyire, számos távcső rögzített egy rövid gammasugár fényes villanását. Nagyon hasonlít a kilonova csillag robbanásához.
A csillagászok megpróbálták összekapcsolni az adatokat egy neutroncsillag ütközésével, amelyet a történelem során először 2017-ben rögzítettek.
A 2017-es felfedezés, amelyet GW 170817 néven ismertek, nagy hasznot hozott: hatalmas mennyiségű adat különféle jelekről, amelyek segítenek megérteni az eseményeket és felismerni, hogy mit nézünk, ha hasonló jelenség ismét megjelenik.
De van valami abban a gamma-sugárzást kísérő kilonovában, amelyet GRB 200522A-nak hívnak, ami nagyon eltér a neutroncsillagok ütközésétől. A fáklya, amelyet a Hubble Űrtávcső fogott el a közeli infravörös fényben, hihetetlenül fényes volt – 10-szer fényesebb, mint a neutroncsillag-ütközési modellek jósolták.
“Ezek a megfigyelések nem felelnek meg a rövid gamma-sugárzások hagyományos magyarázatainak” – mondta Wen-fay Fong csillagász, az Északnyugati Egyetem munkatársa.
„Tekintettel arra, amit tudunk a rádióról és a röntgensugárzásról ebből a robbanásból, ez nem ütközés. A közeli infravörös sugárzás, amelyet a Hubble-vel észlelünk, túl világos.
A sugárzást először a NASA Neil Gerels Swift Obszervatóriuma fedezte fel, egy űrtávcsővel, amelyet gammasugár-törések észlelésére terveztek. Amint megkapta a figyelmeztetést, más űr- és földi teleszkópok kezdtek hangolódni a robbanás helyére.
Nagyon nagy tömb, W.M. A Keck Obszervatórium és a Las Cumbres Obszervatórium globális távcsövek hálózata azon dolgozott, hogy az esemény elektromágneses profilját a rádióhullámoktól a röntgensugarakig érje el. Megmutatták, hogy ez egy rövid gammasugár volt – egy olyan robbanásfajta, amely kevesebb, mint két másodpercig tartott, a neutroncsillagok egyesülésével társult.
De a Hubble űrtávcső, amely a közeli infravörös tartományban figyeli a jelenséget, megváltoztatta a tudósok véleményét.
“Az adatok beérkezésével képet alkottunk a látott fénykibocsátó mechanizmusról” – mondta Tanmoy Laskar csillagász, az Egyesült Királyság Bathi Egyetemének munkatársa.
„Teljesen meg kellett változtatnunk gondolkodási folyamatunkat, mert a Hubble által hozzáadott információk rájöttek, hogy el kell hagynunk a hagyományos gondolkodást, és feltételeznünk kell, hogy új jelenség történik. Aztán meg kellett találnunk, mit jelentenek ezek a rendkívül erős robbanások a fizika szempontjából.
Két neutroncsillag – az elhullott csillagok összeomló magja – ütközése mérföldkőnek számító esemény. A neutroncsillagok aprók és sűrűek, a Nap tömegének körülbelül 1,1–2,5-szeresei, de csak 20 kilométeres gömbbe vannak csomagolva.
Amikor ütköznek, hatalmas mennyiségű energiát bocsátanak ki egy normál nova-nál 1000-szer fényesebb kilonova csillag robbanása formájában. Ehhez a fénysebességhez közeli sebességgel mozgó kidobott anyag sugárzásából származó nagy energiájú gammasugarak törnek ki.
Maga a kilonova az optikai és az infravörös hullámtartomány fénye, amelyet a nehéz elemek radioaktív bomlása okoz. A csillagászok úgy vélik, hogy a GW 170817 két neutroncsillaga összeolvadva fekete lyukat képez. A kutatók úgy vélik, hogy a GRB 200522A kilon közeli infravörös fényereje azt jelzi, hogy a két neutroncsillag egyesült, és valami mást alkotott: egy magnetart.
A mágnesek egyfajta neutroncsillagok, de őrülten hatalmas mágneses terekkel rendelkeznek – körülbelül 1000-szer erősebbek, mint az átlagos neutroncsillagok.
A mágnesek nagyon ritkák; mind a mai napig csak 24-et fedeztek fel a Tejútrendszerben. Emiatt meglehetősen nehéz megértenünk, hogyan keletkeznek. Ha két, a GRB 200522A-hoz társított neutroncsillag magnetart alkot, ez új mechanizmust ad számunkra, amelyen keresztül ezek az extrém csillagok létrejöhetnek.
“Tudjuk, hogy a mágnesek léteznek, mert látjuk őket galaxisunkban” – mondta Fong.
„Úgy gondoljuk, hogy a legtöbbjüket hatalmas csillagok robbanásai hozzák létre, ami erősen mágnesezett neutroncsillagokat hagy maga után. Lehetséges azonban, hogy a neutroncsillagok egyesülésekor kis részük keletkezik. Soha nem láttunk még ilyen bizonyítékokat.
A mai napig csak egy kilonovát, a GW 170817-et sikerült megerősíteni és jól jellemezni.
De az új tanulmány lépés a kiloncsillagok lehetséges változatosságának katalogizálása és a két neutroncsillag összeütközésének eredménytartományának megértése felé.
A tanulmány elfogadásra került az Asztrofizikai Lapban, és elérhető az arXiv oldalon.
Források: Fotó: (NASA, ESA és D. Player / STScI)
