Umelcov dojem z rázových vĺn z GW170817. (NASA/CXC/M.Weiss) Podivná röntgenová žiara na oblohe tri a pol roka po epickej zrážke dvoch neutrónových hviezd je pre vedu prvou.
Podľa astronómov, ktorí študujú oblasť vesmíru, by to mohol byť dosvit po výbuchu kilonov, ktorý vznikol spojením, pravdepodobne spôsobený rázovou vlnou z výbuchu, ktorá narazila na prach v oblasti vesmíru okolo výbuchu.
Alternatívne by žiara mohla byť produkovaná materiálom vyvrhnutým počas výbuchu, ktorý by spadol späť na novo zlúčený objekt, pravdepodobnečierna diera s nízkou hmotnosťou.
Či tak alebo onak, zdá sa, že tento jav nebol nikdy predtým zistený.
„Vstúpili sme tu na neprebádané územie pri štúdiu následkov a neutrónová hviezda zlúčenie,' hovorí astronóm Aprajita Hajela zo Severozápadnej univerzity.
„Po prvý raz sa pozeráme na niečo nové a výnimočné. To nám dáva príležitosť študovať a pochopiť nové fyzikálne procesy, ktoré predtým neboli pozorované.“
Samotný výbuch, prvýkrát zistené 17. augusta 2017 , bola absolútne epická udalosť. Astronómovia po prvýkrát zachytili moment, keď sa dve neutrónové hviezdy, ktoré sú spolu zomknuté na čoraz chátrajúcejšej obežnej dráhe, narazili a spojili.
Nielenže bola udalosť s názvom GW170817 zachytená pomocou nového poľa gravitačná vlna astronómia, ale vo svetle v celom spektre.
Fúzia spôsobila výbuch kilonov, výbuch 1000-krát jasnejší ako klasická nova. Analýza svetla tohto výbuchu odhalila, že kolízie neutrónových hviezd vznikajúgama záblesky; žev blízkosti prúdov s rýchlosťou svetlasú vymrštené z výbuchu; a že v energetickom prostredí počas výbuchuťažké kovyvzniká zlato, platina a urán.
Pretože išlo o úplne nové pozorovanie, astronómovia pokračovali v sledovaní oblasti oblohy, kde k nemu došlo, približne 132 miliónov svetelných rokov od Slnečnej sústavy.
V röntgenových vlnových dĺžkach si všimli niečo naozaj zvláštne. Deväť dní po výbuchu gama žiarenia začal zdrojžiariť v celom spektre, rozjasnenie na vrchol 160 dní po zlúčení. Potom žiara rýchlo pohasla. Toto bolo interpretované ako relativistický prúd.
Kým však žiara vo väčšine spektra vybledla, od roku 2020 užplató v röntgenových vlnových dĺžkach, stále svetlo pretrvávajúce v temnote vesmíru.
(Röntgen: NASA/CXC/Northwestern Univ./A. Hajela a kol.; Ilustrácia: NASA/CXC/M.Weiss)
Hore: Umelecký dojem žiary z GW170817 s vloženým röntgenovým snímkom.
'Skutočnosť, že röntgenové lúče prestali rýchlo miznúť, bola naším najlepším dôkazom, že v tomto zdroji sa v röntgenových lúčoch deteguje aj niečo iné ako prúd,' hovorí astrofyzička Raffaella Margutti z Kalifornskej univerzity v Berkeley.
'Zdá sa, že na vysvetlenie toho, čo vidíme, je potrebný úplne iný zdroj röntgenových lúčov.'
Podľa tímovej analýzy je pre žiaru najvhodnejší relativistický šok, keď výron z kolízie exploduje do vesmíru. Hovorí sa, že je to podobné ako sonický tresk tu na Zemi: ako sa tento materiál rozpína do priestoru okolo zlúčenia, naráža do plynu, pričom vytvára šoky, ktoré zohrievajú plyn a spôsobujú röntgenovú žiaru.
Ak je to tak, naznačuje to vznik a čierna diera z dvoch neutrónových hviezd nebol rýchly proces.
Ďalším vysvetlením je, že keď sa vytvorila čierna diera, materiál okolo nej začal padať späť na ňu, potom čo sa zložil do víriaceho akrečného disku. Tento obiehajúci disk, zahrievaný gravitáciou a trením, by tiež emitoval röntgenové žiarenie.
Oba scenáre – rázová vlna kilonov alebo materiál dopadajúci na čiernu dieru novovytvorenú pri zlúčení neutrónových hviezd – by bol prvý.
Astronómovia ho budú naďalej pozorovať, aby zistili, ako sa mení správanie. Ak sa v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov v rádiových emisiách rozjasní, je to pravdepodobne rázová vlna. Ak bude plynule pokračovať a potom jas klesne, je to pravdepodobne narastanie čiernej diery. Nech je to čokoľvek, povie nám niečo nové o zlučovaní neutrónových hviezd.
'Ďalšia štúdia GW170817 by mohla mať ďalekosiahle dôsledky,' hovorí astronómka Kate Alexanderová zo Severozápadnej univerzity.
„Detekcia dosvitu kilonov by znamenala, že spojenie nespôsobilo okamžite čiernu dieru. Alternatívne môže tento objekt astronómom ponúknuť príležitosť študovať, ako hmota dopadá na čiernu dieru niekoľko rokov po jej narodení.“
Výskum má byť uverejnený v najnovšom čísle časopisu The Astrophysical Journal Letters a je k dispozícii na predtlačovom serveri arXiv .