За допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) астрономи простежили неймовірно яскравий гамма-спалах (GRB) до його джерела – сильного зіткнення двох нейтронних зірок.
Каблучка на вашому пальці, ймовірно, містить атоми, викувані в таких зіткненнях нейтронних зірок, також відомих як “кілонові”. Вважається, що кілонові зіткнення, так само як і вибухи довготривалих наднових, є місцями, де виковуються найважчі елементи Всесвіту, які не можуть бути синтезовані в ядерних печах в серці зірок.
Теоретично, ці елементи створюються за допомогою механізму під назвою “захоплення нейтронів” або r-процес, який дозволяє атомним ядрам захоплювати нейтрони, створюючи нові та важчі елементи, включаючи золото, платину та уран. r-процес може відбуватися лише в екстремальних і жорстоких умовах, таких як ті, що існують навколо нейтронних зірок, що зіштовхуються.
Це перший випадок, коли JWST був використаний для виявлення викидів від такої події, і потужний космічний телескоп також зміг виявити характерні ознаки важких елементів, що утворюються під час вибухової події. Зокрема, команда побачила сліди важкого елемента телуру і створення лантаноїдів – групи з 15 металів, важчих за свинець.
“Ці спостереження демонструють, що нуклеосинтез в GRB може створювати елементи r-процесу в широкому діапазоні атомних мас і відігравати центральну роль у нуклеосинтезі важких елементів у Всесвіті”, – написала команда в статті, в якій детально описує свої висновки.
GRB, який команда під керівництвом Ендрю Левана, професора Радбудського університету в Нідерландах, відстежила до свого кілонова джерела, також є екстраординарним у своєму роді. Позначений як GRB 230307A, він був вперше виявлений космічним гамма-телескопом NASA ім. Фермі 7 березня 2023 року і є другим за яскравістю спалахом, який коли-небудь спостерігався.
Гамма-спалах тривав близько 34 секунд і був помічений багатьма іншими телескопами, що дозволило астрономам тріангулювати його до джерела. Член команди Брайан Мецгер з Колумбійського університету обговорив це досягнення в серії твітів у минулий четвер.
“У роботі під керівництвом Ендрю Левана ми виявили кілонове випромінювання (вперше!) за допомогою JWST після GRB, – написав Метцгер. “Можливо, найбільший сюжетний поворот: GRB – другий за яскравістю спалах усіх часів – тривав пів хвилини, тобто другий “довгий” спалах супроводжувався виробництвом r-процесу. Схоже на злиття нейтронної зірки, але це кидає виклик нашим уявленням про те, як довго повинен “струменіти” центральний двигун”.
JWST спостерігав кілонову двічі, спочатку через 29 днів після GRB, а потім знову через 61 день після вибуху випромінювання, причому швидке згасання яскравості та перехід від синього до червоного кольору між цими спостереженнями натякає на її кілонову природу.
Команда виявила кілька яскравих галактик поблизу кілонової, які можуть бути домом для цього зіткнення нейтронної зірки та, таким чином, джерелом GRB 230307A. Найяскравіша з цих галактик, якій вони надають перевагу, знаходиться на відстані близько 8,3 мільйона світлових років від Землі та віддалена від джерела GRB приблизно на 130 000 світлових років.
Кілонова також могла бути помічена в іншому типі випромінювання, відмінному від світлового. Зіткнення нейтронних зірок змушує саму тканину простору-часу “дзвеніти” у вигляді гравітаційних хвиль. Ці пульсації можна виявити тут, на Землі, за допомогою таких детекторів, як лазерний інтерферометр гравітаційно-хвильової обсерваторії – але LIGO не був активний, коли спалахнула GRB 230307A. На той час обсерваторія перебувала в розпалі трирічної перерви, отримуючи модернізацію, щоб зробити її більш чутливою, і повернеться до роботи лише в травні 2023 року.
Читайте також:
Leave a Reply