Килонова послесвечение потенциально замечено впервые


Концепция художника иллюстрирует последствия "килоновой", мощного события, которое происходит, когда две нейтронные звезды сливаются. фото: NASA/CXC/M. Weiss


Впервые астрономы под руководством Северо-Западного университета, возможно, обнаружили послесвечение от килоновой.


Килонова возникает, когда две нейтронные звезды—одни из самых плотных объектов во Вселенной—сливаются, создавая взрыв в 1000 раз ярче классической новой. В этом случае узкая неосевая струя частиц высокой энергии сопровождала событие слияния, получившее название GW170817. Через три с половиной года после слияния струя исчезла, открыв новый источник таинственных рентгеновских лучей.


В качестве ведущего объяснения нового источника рентгеновского излучения астрофизики считают, что расширяющийся мусор от слияния вызвал удар, подобный звуковому удару от сверхзвукового самолета. Затем этот удар нагревал окружающие материалы, которые генерировали рентгеновское излучение, известное как послесвечение килоновой. Альтернативное объяснение заключается в том, что материалы, падающие к черной дыре, образованной в результате слияния нейтронных звезд, вызвали рентгеновские лучи.


Любой сценарий будет первым для поля. Исследование было опубликовано сегодня (28 февраля) в Astrophysical Journal Letters.


"Мы вступили на неизведанную территорию здесь, изучая последствия слияния нейтронных звезд", - сказала Апраджита Хаджела из Northwestern, возглавлявшая новое исследование. "Мы впервые смотрим на что-то новое и необычное. Это дает нам возможность изучать и понимать новые физические процессы, которые ранее не наблюдались".


Хаджела является аспирантом Северо-Западного центра междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA) и на кафедре физики и астрономии в Колледже искусств и наук Вайнберга.


17 августа 2017 года GW170817 вошел в историю как первое слияние нейтронных звезд, обнаруженное как гравитационными волнами, так и электромагнитным излучением (или светом). С тех пор астрономы используют телескопы по всему миру и в космосе для изучения этого события по всему электромагнитному спектру.


Используя рентгеновскую обсерваторию Чандра НАСА, астрономы наблюдали рентгеновское излучение от струи,движущейся очень близко к скорости света, создаваемой слиянием нейтронных звезд. Начиная с начала 2018 года рентгеновское излучение струи неуклонно угасало, поскольку струя продолжала замедляться и расширяться. Затем Хаджела и ее команда заметили, что с марта 2020 года до конца 2020 года снижение яркости прекратилось, и рентгеновское излучение было примерно постоянным по яркости.


Это была важная подсказка.


"Тот факт, что рентгеновские лучи быстро перестали исчезать, был нашим лучшим доказательством того, что в рентгеновских лучах в этом источнике обнаруживается что-то помимо струи", - сказала Раффаэлла Маргутти, астрофизик из Калифорнийского университета в Беркли и старший автор исследования. "Совершенно другой источник рентгеновских лучей, по-видимому, необходим, чтобы объяснить то, что мы видим".


Исследователи полагают, что за рентгеновскими лучами, вероятно, находится послесвечение килоновой или черная дыра. Ни один из сценариев ранее не наблюдался.


"Это будет либо первый раз, когда мы видели послесвечение килоновой, либо первый раз, когда мы видели материал, падающий на черную дыру после слияния нейтронных звезд",-сказал соавтор исследования Джо Брайт, также из Калифорнийского университета в Беркли. "Любой исход был бы чрезвычайно захватывающим".


Чтобы различать два объяснения, астрономы будут продолжать следить за GW170817 в рентгеновских лучах и радиоволнах. Если это послесвечение килоновой, ожидается, что рентгеновские и радиоизлучения станут ярче в течение следующих нескольких месяцев или лет. Если объяснение включает в себя материю, падающую на вновь образованную черную дыру, то выход рентгеновского излучения должен оставаться стабильным или быстро уменьшаться, и со временем радиоизлучение не будет обнаружено.


"Дальнейшее изучение GW170817 может иметь далеко идущие последствия",-сказала соавтор исследования Кейт Александер, постдокторант CIERA в Северо-Западном университете. "Обнаружение послесвечения килоновой будет означать, что слияние не сразу породило черную дыру. Кроме того, этот объект может предложить астрономам возможность изучить, как материя падает на черную дыру через несколько лет после ее рождения".

Обсудить:

0 comments:

Всегда рады услышать ваше мнение!