Przejdź do głównej zawartości

Naukowcy odkrywają prawdę o świecącej podczerwonej kilonowej

Naukowcy ogłosili, że zaobserwowali najbardziej świecącą kandydatkę na kilonową w historii, odkrycie, które podważa konwencjonalne teorie na temat tego, co dzieje się po wybuchu promieniowania gamma. Wskazują one na możliwość narodzin masywnej, silnie namagnesowanej gwiazdy neutronowej zwanej magnetarem.


Naukowcy po raz pierwszy wykryli błysk 22 maja 2020 roku, po tym, jak podróżował on przez 5,42 mld lat, aby dotrzeć do Ziemi. Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, Obserwatorium Swift i wielu teleskopów naziemnych, zespół badawczy uważnie obserwował krótki rozbłysk gamma 200522A w całym spektrum elektromagnetycznym, od fal radiowych po promieniowanie rentgenowskie. Badania zaowocowały zebraniem jednych z najbardziej szczegółowych – i zdumiewających – obserwacji tego ekstremalnego zjawiska, a emisja w podczerwieni wykryta przez Hubble’a była 10 razy jaśniejsza niż przewidywano.

„Obserwacje Hubble’a zostały zaprojektowane do poszukiwania emisji w podczerwieni, która jest wynikiem powstawania ciężkich pierwiastków, takich jak złoto, platyna i uran, podczas zderzenia gwiazd neutronowych, wywołującej krótki rozbłysk gamma. Co zaskakujące, odkryliśmy znacznie jaśniejszą emisję w podczerwieni, niż się spodziewaliśmy, co sugeruje, że był dodatkowy wkład energii z magnetara, który był pozostałością po fuzji” – powiedział Edo Berger, astronom w Centrum Astrofizyki Harvard & Smithsonian i główny badacz programu Hubble.

Naukowcy od dawna podejrzewali, że krótkie błyski gamma – błyski gamma trwające krócej niż dwie sekundy – powstają w wyniku zderzeń gwiazd neutronowych, niezwykle gęstych obiektów o masie Słońca, ale ściśniętych do rozmiarów małego miasta. Kiedy dochodzi do tych zderzeń, naukowcy spodziewają się zaobserwować kilonową – poświatę wywołaną przez radioaktywny rozpad ciężkich pierwiastków, unikalną dla połączenia się dwóch gwiazd neutronowych – która jest nawet 1000 razy jaśniejsza niż tradycyjna nowa. Do dzisiaj uważano, że efektem połączenia się dwóch gwiazd neutronowych jest powstanie czarnej dziury.

Nowe obserwacje dostarczyły naukowcom pełniejszego obrazu eksplozji, obalając konwencjonalne teorie na temat rozbłysków gamma. „Obserwacje te nie pasują do tradycyjnych wyjaśnień krótkich błysków gamma. Biorąc pod uwagę to, co wiemy o promieniach radiowych i rentgenowskich pochodzących z tego wybuchu, to po prostu nie pasuje. Emisja w podczerwieni, którą wykryliśmy za pomocą HST, jest o wiele za jasna. Jeżeli chodzi o próbę dopasowania do siebie elementów układanki z tego wybuchu promieniowania gamma, jeden element nie pasuje prawidłowo” – powiedział Wen-fai Fong, astronom z Northwestern University w Evanston w stanie Illinois i główny autor badań.

Zespół omówił kilka możliwości wyjaśnienia niezwykłego poziomu jasności zaobserwowanego za pomocą HST. Według Bergera, niepasujący element układanki mógł odpowiedzieć na ważne pytanie: „Co pozostaje po takim zderzeniu: bardziej masywna gwiazda neutronowa? Czarna dziura? Fakt, że widzimy tę emisję w podczerwieni i że jest ona tak jasna, pokazuje, że krótkie rozbłyski gamma rzeczywiście powstają w wyniku zderzeń gwiazd neutronowych, ale co zaskakujące, następstwem zderzeń nie może być czarna dziura, ale raczej magnetar.”

Błysk światła został pierwotnie wykryty przez Neil Gehrels Swift Observatory NASA, a naukowcy szybko przeprowadzili dalsze obserwacje poświaty, kilonowej i galaktyki macierzystej za pomocą innych teleskopów, w tym za pomocą Hubble'a, Very Large Array (VLA), Las Cumbres Observatory Global Telescope (LCOGT) i WM Obserwatorium Kecka. Dla Fonga to obserwacje Hubble’a zrobiły różnicę. Jako jedyny HST zdołał wykryć światło podczerwone i był w stanie zrobić zdjęcie zaledwie 3 dni po wybuchu. Potrzeba kolejnych obserwacji, aby udowodnić, że z fuzją wiąże się zanikający odpowiednik, w przeciwieństwie do statystycznego źródła. Kiedy Hubble spojrzał ponownie za 16 i 55 dni, astronomowie wiedzieli, że nie tylko złapali zanikające źródło, ale także odkryli coś bardzo niezwykłego.

Przyszłe obserwatoria i teleskopy sprawią, że obserwacje podobnych zdarzeń będą jeszcze ciekawsze, dostarczając dalszych wyjaśnień na temat tego, co naukowcy wiedzą teraz o kilonowych. Teleskop Jamesa Webba będzie szczególnie dobrze przystosowany do tego typu obserwacji. „Webb całkowicie zrewolucjonizuje badanie podobnych zdarzeń. Dzięki niesamowitej czułości na podczerwień nie tylko wykryje taką emisję na jeszcze większych odległościach, ale także dostarczy szczegółowych informacji spektroskopowych, które pozwolą określić naturę emisji podczerwieni” – powiedział Berger.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds