Σύγκρουση αστέρα νετρονίων που παρατηρήθηκε σε χιλιοστό φως για πρώτη φορά

Η συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων έχει δύο κρίσιμες εκπομπές:βαρυτικά κύματα και μια σύντομη έκρηξη ακτίνων γάμμα. Ένα τέτοιο ενεργητικό γεγονός μπορεί να αφήσει μια ισχυρή υστεροφημία που μπορούν να παρακολουθήσουν οι αστρονόμοι. Για πρώτη φορά, οι ερευνητές μπόρεσαν να συλλάβουν αυτήν την εκπομπή σε χιλιοστά φωτός και η έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB) ήταν μία από τις φωτεινότερες που έχουν καταγραφεί.

Το GRB μικρής διάρκειας, που ονομάζεται GRB 211106A, εντοπίστηκε σε ακτίνες Χ και η ομάδα μπόρεσε να το παρακολουθήσει με τη συστοιχία Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Όπως αναφέρθηκε στο The Astrophysical Journal Letters, η υστεροφημία ήταν μία από τις πιο ενεργητικές που έχουν καταγραφεί, με το ανώτατο όριο για την ενέργεια να είναι το πενταπλάσιο από αυτό που θα απελευθερώσει ο Ήλιος καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του.

«Αυτή η σύντομη έκρηξη ακτίνων γάμμα ήταν η πρώτη φορά που προσπαθήσαμε να παρατηρήσουμε ένα τέτοιο γεγονός με το ALMA», δήλωσε ο καθηγητής του Northwestern Wen-fai Fong, κύριος ερευνητής του προγράμματος ALMA.

«Μετά πυρκαγιά για σύντομες εκρήξεις είναι πολύ δύσκολο να έρθουν, οπότε ήταν θεαματικό να καταλάβω ότι αυτό το γεγονός λάμπει τόσο έντονα. Μετά από πολλά χρόνια παρατήρησης αυτών των εκρήξεων, αυτή η εκπληκτική ανακάλυψη ανοίγει έναν νέο τομέα μελέτης, καθώς μας παρακινεί να παρατηρήσουμε πολλά περισσότερα από αυτά με το ALMA και άλλες συστοιχίες τηλεσκοπίων στο μέλλον."

Το γεγονός έλαβε χώρα σε έναν γαλαξία 20 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, πολύ πέρα ​​από τις δυνατότητες των ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων. Ακόμα πολλοί από τους ανιχνευτές φωτός μας, από ακτίνες γάμμα έως ραδιοκύματα, μπόρεσαν να παρακολουθήσουν αυτό το συμβάν. Στις ακτίνες γάμμα, οι εκρήξεις διαρκούν μόνο μερικά δέκατα του δευτερολέπτου, αλλά σε άλλα μήκη κύματος, το φαινόμενο μπορεί να ανιχνευθεί ακόμη και ημέρες μετά την εκπομπή της έκρηξης.

«Αυτές οι συγχωνεύσεις συμβαίνουν λόγω της ακτινοβολίας βαρυτικών κυμάτων που αφαιρεί ενέργεια από την τροχιά των δυαδικών αστεριών, αναγκάζοντας τα άστρα να κινούνται το ένα προς το άλλο», εξήγησε ο επικεφαλής συγγραφέας Δρ Tanmoy Laskar, συνεργάτης αριστείας στο Πανεπιστήμιο Radboud.

«Η προκύπτουσα έκρηξη συνοδεύεται από πίδακες που κινούνται κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Όταν ένας από αυτούς τους πίδακες είναι στραμμένος προς τη Γη, παρατηρούμε έναν σύντομο παλμό ακτινοβολίας ακτίνων γάμμα ή ένα GRB μικρής διάρκειας."

Μόνο μισή ντουζίνα μικρού μήκους GRB έχουν ανιχνευθεί σε ραδιοκύματα, επομένως η πρώτη ανίχνευση σε χιλιοστά μήκη κύματος είναι σημαντική. Από μόνη της, η μέτρηση δίνει πληροφορίες για το περιβάλλον γύρω από τον πίδακα. Μαζί με τις ακτίνες Χ, επιτρέπει την εκτίμηση της ενέργειας του συμβάντος.

Με τα ραδιοκύματα, είναι δυνατό να εκτιμηθεί η γωνία ανοίγματος του πίδακα. Αυτό παρέχει μια μέτρηση των ρυθμών αυτών των γεγονότων στο σύμπαν. Οι παρατηρήσεις ορατού φωτός με το Hubble έδειξαν το πεδίο των γαλαξιών από όπου θα μπορούσε να προέρχεται, αλλά ήταν η ALMA που επέτρεψε στην ομάδα να εντοπίσει το σύντομο GRB σε ένα συγκεκριμένο.

«Οι παρατηρήσεις του Hubble αποκάλυψαν ένα αμετάβλητο πεδίο γαλαξιών», πρόσθεσε ο Λάσκαρ. «Η απαράμιλλη ευαισθησία του ALMA μας επέτρεψε να εντοπίσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τη θέση του GRB σε αυτό το πεδίο και αποδείχθηκε ότι ήταν σε έναν άλλο αμυδρό γαλαξία, ο οποίος είναι πιο μακριά. Αυτό, με τη σειρά του, σημαίνει ότι αυτή η μικρής διάρκειας έκρηξη ακτίνων γάμμα είναι ακόμη πιο ισχυρή από ό,τι πιστεύαμε αρχικά, καθιστώντας την μία από τις πιο φωτεινές και ενεργητικές που έχουν καταγραφεί.»