Astronomer som studerar arkivobservationer av kraftfulla explosioner som kallas gammastrålningsskurar (gammastrålningsskurar eller GRB) har upptäckt ljusmönster som indikerar den kortlivade existensen av en supertung neutronstjärna innan den kollapsade i ett svart hål. Detta massiva föremål bildades troligen som ett resultat av kollisionen mellan två neutronstjärnor.
"Vi letade efter dessa signaler i 700 gammastrålningskurar som upptäckts av teleskopet Fermi och observatorium NASA Swift och Compton, förklarade forskaren Cecilia Chirenti. – Och de upptäckte gammastrålning i två skurar, som observerades just av Compton Observatory i början av 1990-talet.
Neutronstjärna bildas när kärnan i en massiv stjärna får slut på bränsle och kollapsar. Detta skapar en chockvåg som blåser bort resten av stjärnan i en supernovaexplosion. Neutronstjärnor innehåller som regel mer massa än vår sol, även om de är mycket mindre, men när de överstiger en viss massa kollapsar de till svarta hål.
Uppgifterna från Compton Observatory och sedan datorsimuleringar visade att sådana supertunga stjärnor har cirka 20 % större massa än den mest massiva som astronomer har kunnat mäta exakt, och dubbelt så stor. Korta gammastrålar varar vanligtvis mindre än två sekunder, men frigör energi som är jämförbar med den energi som frigörs av alla stjärnor i vår galax på ungefär ett år. De kan upptäckas på ett avstånd av mer än en miljard ljusår. Sammanslagningen av neutronstjärnor skapar också gravitationsvågor.
Datorsimuleringar visar att under en sammanslagning visar gravitationsvågor ett plötsligt hopp i frekvens som överstiger 1000 Hz. Signalerna är snabba och tillräckligt svaga för att gravitationsvågsobservatorier ska kunna upptäcka dem. Men Chirenti och hennes team antog att liknande signaler kunde förekomma i gammastrålningen i en virvlande virvel av materia när två neutronstjärnor smälter samman.
Fermi och Swift upptäckte inte något sådant, men Compton Observatory-instrumentet 1991 och 1993 upptäckte precis vad som såg ut som två sådana gammastrålningskurar. Den större ytan av BATSE-instrumentet (Burst And Transient Source Experiment) gav det en fördel i att upptäcka flimmer som talade om närvaron av meganeutronstjärnor, så det gav det första övertygande beviset för att gammastrålningsskurar inträffar långt bortom vår galax . Och år 2000 gick Comptons gammastrålningsobservatorium ur bana och förstördes när det kom in i jordens atmosfär.
"Dessa resultat är mycket viktiga, eftersom de skapar en grund för framtida mätningar av supermassiva neutronstjärnor av gravitationsvågsobservatorier", tror forskarna. Gravitationsvågskänsliga detektorer kommer att dyka upp någon gång före 2030-talet, och fram till dess kommer de enda tillgängliga verktygen för att studera supermassiva neutronstjärnors aktivitet att vara datorsimuleringar och gammastrålningsobservationer.
Du kan hjälpa Ukraina att slåss mot de ryska inkräktarna. Det bästa sättet att göra detta är att donera medel till Ukrainas väpnade styrkor genom Rädda liv eller via den officiella sidan NBU.
Läs också: