GW170817

Poświata kilonowej wykryta po raz pierwszy w historii

Astronomowie z Uniwersytetu Northwestern dokonali przełomowego odkrycia. Po raz pierwszy w historii, udało się im dostrzec poświatę kilonowej.

Kilonowa powstaje w procesie fuzji dwóch gwiazd neutronowych. Dochodzi do wybuchu 1000 razy jaśniejszego niż w przypadku eksplozji klasycznej nowej. Naukowcy z Uniwersytetu Northwestern przyjrzeli się zdarzeniu GW170817.

Astronomowie uważają, że rozszerzające się odłamki z fuzji wytworzyły wstrząs – podobny do grzmotu dźwiękowego powstającego, gdy samolot przekracza barierę dźwięku. Wstrząs ten następnie podgrzał otaczające materiały, co spowodowało emisję promieniowania rentgenowskiego, znaną jako poświata kilonowej. Alternatywnym wyjaśnieniem jest to, że promieniowanie rentgenowskie zostało wywołane przez materię spadającą w kierunku czarnej dziury, która powstała w wyniku fuzji gwiazd neutronowych.

Czytaj też: Astronomowie zaobserwowali tę samą eksplozję trzy razy. Wiedzą, kiedy supernowa wystąpi po raz kolejny

Którykolwiek z tych scenariuszy jest prawdziwy, będzie pierwszą detekcją w historii. Wyniki badań opublikowano w The Astrophysical Journal Letters.

Wkroczyliśmy na nieznane terytorium, badając następstwa fuzji gwiazd neutronowych. Po raz pierwszy przyglądamy się czemuś nowemu i niezwykłemu. Daje nam to możliwość zbadania i zrozumienia nowych procesów fizycznych, które wcześniej nie były obserwowane.

Aprajita Hajela z Uniwersytetu Northwestern

Pierwsza fuzja gwiazd neutronowych w historii

17 sierpnia 2017 r. odnotowano zdarzenie GW170817, które uznaje się za pierwszą fuzję gwiazd neutronowych w historii, wykrytą zarówno przez detektory fal grawitacyjnych, jak i promieniowania elektromagnetycznego. Od tego czasu astronomowie używają teleskopów na całym świecie, aby zbadać to zdarzenie.

Czytaj też: Gwiazda umarła i eksplodowała jako supernowa. Astronomowie zaobserwowali to po raz pierwszy w historii

Korzystając z należącego do NASA Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra, astronomowie zaobserwowali emisję promieniowania rentgenowskiego z dżetów poruszających się z prędkością bardzo bliską prędkości światła, powstałych w wyniku fuzji gwiazd neutronowych. Od początku 2018 roku emisja promieniowania rentgenowskiego dżetu stopniowo zanikała, w miarę jak dżet zwalniał i rozszerzał się. Zespół Hajeli zauważył, że od marca 2020 roku do końca 2020 roku spadek jasności zatrzymał się, a emisja promieniowania rentgenowskiego była w przybliżeniu stała pod względem jasności.

Fakt, że promieniowanie rentgenowskie szybko przestało zanikać, był naszym najlepszym dowodem na to, że w tym źródle wykrywane jest coś oprócz dżetu. Wydaje się, że do wyjaśnienia tego, co widzimy, potrzebne jest zupełnie inne źródło promieniowania X.

Raffaella Margutti, astrofizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley

Naukowcy uważają, że za promieniowaniem X prawdopodobnie stoi poświata kilonowej lub czarna dziura. Żaden z tych scenariuszy nie został wcześniej zaobserwowany.

Byłby to albo pierwszy przypadek zaobserwowania poświaty kilonowej, albo pierwszy przypadek zaobserwowania materii opadającej na czarną dziurę po fuzji gwiazd neutronowych. Każdy z tych wyników byłby niezwykle ekscytujący.

Joe Bright z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley

Astronomowie będą monitorować GW170817 w promieniowaniu rentgenowskim i falach radiowych, aby wyjaśnić, z jakim zdarzeniem mamy do czynienia. Jeśli jest to poświata kilonowej, oczekuje się, że emisja promieniowania rentgenowskiego i radiowego będzie coraz jaśniejsza w ciągu najbliższych kilku miesięcy lub lat. Jeśli wyjaśnieniem jest materia opadająca na nowo powstałą czarną dziurę, wówczas emisja promieniowania rentgenowskiego powinna pozostać na stałym poziomie lub gwałtownie zmaleć, a emisja radiowa nie będzie wykrywalna z upływem czasu.

Dalsze badania GW170817 mogą mieć daleko idące implikacje. Wykrycie poświaty supernowej sugerowałoby, że fuzja nie spowodowała natychmiastowego powstania czarnej dziury. Alternatywnie, obiekt ten może dać astronomom szansę na zbadanie, w jaki sposób materia opada na czarną dziurę kilka lat po jej narodzinach.

Kate Alexander z Uniwersytetu Northwestern