Rozbłysk radiowy ze zderzających się gwiazd?

Kiedy zderzają się dwie gwiazdy neutronowe, emitują pokaz jak sztucznych ogni. Czy niektóre z niskoenergetycznych źródeł energii wytwarzanych podczas tych połączeń mogą być wykrywalne po latach? Zespół naukowców uważa, że tak – i są prawie pewni, że znaleźli przykład.

Tęcza sygnałów
Oprócz fal grawitacyjnych, w wyniku połączenia się dwóch gwiazd neutronowych wytwarzany jest szereg promieniowania elektromagnetycznego, obejmującego spektrum od promieni gamma do fal radiowych.

W 2017 roku słynna już kolizja dwóch gwiazd neutronowych GW170817 dała nam pierwsze spojrzenie na tę przypuszczalną emisję: ujawniła krótki rozbłysk gamma, podczerwień i światło optyczne z wyrzutu w kilonowej oraz stosunkowo krótkotrwałe promieniowanie rentgenowskie i radiowe poświaty wywołane szybkimi odpływami.

Ale jest jeden oczekiwany rodzaj emisji, którego brakowało z GW170817 i nigdy wcześniej nie został zauważony w żadnym zderzeniu gwiazd neutronowych: rozbłyski radiowe.

Tajemnice radiowe ujawnione
Modele łączenia się gwiazd neutronowych przewidują, że kiedy wyrzuty zostaną wystrzelone od zderzających się gwiazd, rozszerzą się w przestrzeni kosmicznej, ostatecznie wpadając do otaczającego je ośrodka międzygwiazdowego gazu i pyłu. Późniejsze oddziaływanie wyrzutu z ośrodkiem międzygwiazdowym powinno wywołać rozbłyski radiowe.

Oczekuje się, że emisja tych rozbłysków radiowych będzie dość długotrwała – trwająca latami a nawet dziesięcioleciami – co oznacza, że możemy mieć nadzieję na znalezienie tych sygnałów na długo po wybuchu, który je wytworzył. Ale rozbłyski radiowe mogą być również stosunkowo słabe, więc możemy spodziewać się tylko tych z pobliskich kolizji (w odległości ~650 mln lat świetlnych). Dodatkowo, tylko połączenia, które występują w środowiskach z gęstym gazem i pyłem otaczającym je, będą świecić wystarczająco jasno, aby można je było dostrzec.

Biorąc pod uwagę te ograniczenia, nie jest zaskakujące, że nie znaleźliśmy jeszcze żadnych rozbłysków radiowych oznaczających wcześniejsze zderzenia. Ale zespół naukowców kierowany przez Kyung-hwan Lee (University of Florida) niedawno przebrnął przez zbierane przez dziesięciolecia dane radiowe z Very Large Array (VLA) – a w niedawnej publikacji ogłaszają, że taki jeden krótkotrwały może być pierwszym zidentyfikowanym rozbłyskiem z gwiezdnej kolizji.

Kolizja sprzed dziesięcioleci
FIRST J141918.9+394036 to radioźródło znajdujące się w galaktyce karłowatej oddalonej od nas o 280 mln lat świetlnych. Lee i jego współpracownicy zbierają dane z badań tego źródła z 23 lat i oceniają możliwe wyjaśnienia związane z tą radiową emisją.

Chociaż źródło to może być potencjalnie wytłumaczone jako poświata z długiego wybuchu promieniowania gamma – światło z dżetu wytwarzanego przez zapadającą się gwiazdę – dane radiowe nie są najlepiej dopasowane przez ten obraz. Zamiast tego autorzy pokazują za pomocą modeli, że krzywą jasności tego radioźródła najlepiej opisać jako rozpad rozbłysku radiowego, tak jak przewidywano na podstawie połączeń gwiazd neutronowych. Znaczy to, że FIRST J141918.9+394036 prawdopodobnie oznacza zderzenie dwóch gwiazd sprzed kilkudziesięciu lat.

W ciągu kilku lat dalsze obserwacje FIRST J141918.9+394036 pozwolą nam lepiej rozróżnić modele i potwierdzić ich naturę. A ponieważ znajdujemy więcej sygnałów takich jak ten, możemy wykorzystać te obserwacje do lepszego zrozumienia pochodzenia i fizyki połączeń gwiazd neutronowych – potencjalnie oświetlając wszystko, od kanału powstawania układów podwójnych po równanie stanu gwiazd neutronowych.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
AAS

Vega

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *