Это впечатление художника показывает слияние двух нейтронных звезд, окруженных коконом выпущенного материала с прорывающейся струей.
(Изображение: © Beabudai Design)
Гипер-детальное представление о первом обнаруженном слиянии нейтронных звезд показывает, как столкновения между мертвыми звездами могут вызвать некоторые из самых мощных взрывов во вселенной, согласно новому исследованию.
В 2017 году астрономы впервые стали свидетелями слияния пары нейтронных звезд. Нейтронные звезды - это остатки больших звезд, которые погибли в результате катастрофических взрывов, известных как сверхновые. Название происходит от того факта, что гравитационное притяжение этих звезд достаточно сильное раздробить протоны и электроны с образованием нейтронов.
Исследователи сделали находку 2017 года, обнаружив рябь в ткани пространства и времени, известную как гравитационные волны, которые излучались в результате столкновения пары нейтронных звезд, расположенных на расстоянии около 130 миллионов световых лет от Земли. Ученые проследили за открытием этого слияния, получившего название GW170817, с наблюдениями, сделанными с обычных телескопов.
Спустя чуть более секунды после того, как гравитационные волны GW170817 были обнаружены, исследователи обнаружили с помощью телескопа короткий гамма-всплеск. Такие взрывы самые мощные взрывы во вселенной. Каждое событие, генерирующее взрыв, в пределах от миллисекунд до минут, выделяет столько же энергии, сколько Солнце за всю свою 10-миллиардную жизнь. Пакеты обычно делятся на две группы - длинные и короткие - в зависимости от того, длятся ли они больше или меньше 2 секунд соответственно.
Необычно долгоживущие радио- и рентгеновские излучения GW170817 оказались непростой задачей для ученых. Одна возможность состоит в том, что это загадочное послесвечение было результатом мощных, узких струй излучения от остатков столкновения, которые просверлили остальную часть обломков и были направлены «вне оси» или от линии обзора Земли. Другая модель предполагает, что эти самолеты не пробивали отходы слияния, а нагревали их, создавая расширяющийся кокон материала.
Исследователи говорят, что пролив свет на последствия GW170817, можно осветить происхождение коротких гамма-всплесков. Предыдущая работа показала, что длинные гамма-всплески, вероятно, вызваны струями материала, испускаемыми сверхновыми с релятивистскими скоростями или близкими к скорости света. «С другой стороны, короткие гамма-всплески оставались загадкой», - сказал Space.com Ом Шаран Салафия, астрофизик из Астрономической обсерватории Брера в Италии и соавтор нового исследования.
Причина послесвечения GW170817 обсуждалась, потому что предыдущие исследования не могли получить изображения с достаточным разрешением, чтобы определить размер источника этих излучений. Чтобы разгадать эту загадку, Салафия и его коллеги использовали массив из 32 радиотелескопов, разбросанных по пяти континентам, для изучения послесвечения радиостанции GW170817 примерно через 207 дней после слияния. Объединив данные из этого массива, исследователи, по сути, создали один очень большой радиотелескоп - шириной в 7 380 миль (11 878 км) и достаточно мощный, чтобы получить более четкую картину взрыва.
Эти новые результаты показывают, что этот радиоисточник имеет относительно узкий размер, который не поддерживает модель кокона, утверждают исследователи. Вместо этого данные свидетельствуют о том, что GW170817 генерировал струю, движущуюся на релятивистских скоростях, способную пробивать окружающие обломки в межзвездное пространство и далее.
«Наша« картинка », благодаря ее чрезвычайно высокому разрешению - близкому к максимально возможному разрешению для такого рода наблюдений - может отличить эти два сценария друг от друга», - сказал Салафия.
Эти результаты «проливают свет на природу коротких гамма-всплесков; подобно их« длинным двоюродным братьям », они производятся релятивистскими самолетами», Джанкарло Гирланда, астрофизик из Астрономической обсерватории Брера и соавтор исследования, рассказал Space.com. Исследователи подсчитали, что по крайней мере 10 процентов слияний нейтронных звезд генерируют такие релятивистские джеты.
Ученые подробно изложили свои выводы в выпуске журнала Science от 22 февраля.
