V celém vesmíru, vzdáleném 5,5 miliardy světelných let, zaznamenala řada dalekohledů jasný záblesk krátkého záblesku gama záření. Velmi podobný výbuchu hvězdy kilonova.
Astronomové se pokusili spojit data s kolizí neutronových hvězd, která byla zaznamenána poprvé v historii již v roce 2017.
Objev roku 2017, známý jako GW 170817, byl velkým přínosem: obrovské množství dat o různých signálech, které nám pomáhají porozumět událostem a rozpoznat, na co se díváme, pokud se znovu objeví podobný jev.
Ale je tu něco o kilonově doprovázející záblesk gama záření, nazývané GRB 200522A, velmi odlišné od této srážky neutronových hvězd. Světlice zachycená Hubbleovým kosmickým dalekohledem v blízké infračervené oblasti byla neuvěřitelně jasná – 10krát jasnější, než předpovídaly modely srážek neutronových hvězd.
„Tato pozorování neodpovídají tradičním vysvětlením krátkých dávek gama záření,“ řekl astronom Wen-fay Fong z Northwestern University.
“Vzhledem k tomu, co víme o rádiových a rentgenových paprskech z této exploze, nejde o kolizi.” Blízké infračervené záření, které detekujeme pomocí HST, je příliš jasné. “
Radiace byla poprvé detekována kosmickým dalekohledem Neil Gerels Swift, vesmírným dalekohledem určeným k detekci záblesků gama záření. Jakmile bylo varování přijato, začaly se na místo výbuchu naladit další vesmírné a pozemské dalekohledy.
Velmi velké pole, W.M. Síť globálních dalekohledů Keck Observatory a Las Cumbres Observatory pracovala na získání elektromagnetického profilu události od rádiových vln po rentgenové záření. Ukázali, že se jednalo o krátký záblesk gama záření – druh exploze trvající méně než dvě sekundy spojený se sloučením neutronových hvězd.
Ale Hubblův kosmický dalekohled, který tento jev pozoruje v blízké infračervené oblasti, změnil názor vědců.
“Při vstupu dat jsme vytvořili obraz mechanismu vyzařování světla, který jsme viděli,” řekl astronom Tanmoy Laskar z University of Bath ve Velké Británii.
„Museli jsme úplně změnit náš myšlenkový proces, protože díky informacím, které Hubble přidal, jsme si uvědomili, že musíme opustit tradiční myšlení a předpokládat, že se děje nový fenomén. Pak jsme museli přijít na to, co tyto extrémně silné výbuchy znamenají pro fyziku. “
Srážka dvou neutronových hvězd – kolabující jádra mrtvých hvězd – je významnou událostí. Neutronové hvězdy jsou malé a husté, asi 1,1 až 2,5krát větší než hmotnost Slunce, ale zabalené do koule o průměru pouhých 20 kilometrů.
Když se srazí, uvolní obrovské množství energie v podobě exploze kilonova hvězdy 1000krát jasnější než normální nova. To je doprovázeno výbuchem vysokoenergetických gama paprsků z trysek vystřelené hmoty pohybujících se rychlostí blízkou rychlosti světla.
Samotná kilonova je záře v optickém a infračerveném rozsahu vln způsobená radioaktivním rozpadem těžkých prvků. Astronomové věří, že dvě neutronové hvězdy v GW 170817 se spojily a vytvořily černou díru. Vědci se domnívají, že blízký infračervený jas kilogramu GRB 200522A naznačuje, že se obě neutronové hvězdy spojily a vytvořily něco jiného: magnetar.
Magnetary jsou typ neutronové hvězdy, ale mají šíleně silná magnetická pole – asi 1000krát silnější než průměrná neutronová hvězda.
Magnetary jsou velmi vzácné; pouze 24 bylo dosud objeveno v Mléčné dráze. Z tohoto důvodu je pro nás obtížné pochopit, jak vznikají. Pokud dvě neutronové hvězdy spojené s GRB 200522A vytvořily magnetar, dává nám to nový mechanismus, kterým by tyto extrémní hvězdy mohly vznikat.
“Víme, že magnetary existují, protože je vidíme v naší galaxii,” řekl Fong.
“Myslíme si, že většinu z nich tvoří exploze hmotných hvězd, které zanechávají vysoce zmagnetizované neutronové hvězdy.” Je však možné, že malá část z nich vznikne, když se spojí neutronové hvězdy. Nikdy předtím jsme o tom neviděli důkazy. “
K dnešnímu dni byla potvrzena a dobře charakterizována pouze jedna kilonova, GW 170817.
Nová studie je ale krokem ke katalogizaci možné rozmanitosti kilonových hvězd a pochopení rozsahu výsledků při srážce dvou neutronových hvězd.
Studie je přijata k publikaci v The Astrophysical Journal a je k dispozici na serveru arXiv.
Zdroje: Foto: (NASA, ESA a D. Player / STScI)
