هابل درخشان‌ترین کیلونوا را مشاهده کرد!!

مشاهدات توسط تلسکوپ فضایی هابل، اشعه مادون قرمز شدیدی ناشی از کیلونوای غیرمعمولی را نشان می‌دهد که احتمالاً در اثر برخورد ستارگان نوترونی ایجاد شده است.

بر اثر برخورد دو ستاره نوترونی با یکدیگر انفجاری رخ می‌دهد که «کیلونوا» نام دارد و نباید با ابرنواختر یا سوپرنوا اشتباه گرفته شود. ادغام ستاره‌های نوترونی با یکدیگر مقادیر عظیمی اشعه گاما و امواج الکترومغناطیسی ساطع می‌کند اما این روند کاملا تخریب کننده نیست و در واقع فلزهای سنگین مثل تیتانیوم و طلا هم در آن به وجود می‌آیند. می‌توان اینطور تعبیر کرد که کیلونوا در یک لحظه باعث به وجود آمدن مقادیر عظیمی از فلزهای سنگین می‌شود.

مفهوم هنری از اشعه گامای 200522A ، مطابق آنچه دانشمندان تأیید کرده‌اند درخشان‌ترین کیلونوایی است که تاکنون ثبت شده است، 10 برابر روشنتر از نزدیکترین رویداد مشاهده شده می‌باشد. تصویر از مرکز اخترفیزیک / NASA / ESA / D. Player (STScI).

تیمی از دانشمندان در اوایل این ماه (12 نوامبر 2020) گفتند که درخشانترین کاندیدای کیلونوا را کشف کرده‌اند. کیلو به معنای هزار است و کیلونوا نام خود را به خاطر اوج درخشندگی چشمگیر خود یدک می‌کشد که ممکن است 1000 برابر بیشتر از نوای کلاسیک معمولی باشد (اما فقط کسری به اندازه ابرنواختر). این مورد با یک انفجار کوتاه اشعه گاما همراه بود –  GRB 200522A – که در 22 می سال 2020 مشاهده شده است. مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل که در روزهای پس از کشف انجام شد، نشان داد که تابش حاصل از این رویداد دوردست کیهانی متناسب با  مشخصاتی نیست که دانشمندان از کیلونوای معمولی انتظار داشتند. همانطور که از هابل سه روز پس از اولین مشاهدات مشاهده شد ، 10 برابر روشنتر از کیلونوا در مادون قرمز نزدیک است.

اعتقاد بر این است که انفجارهای پرتوی گاما هنگامی رخ می‌دهد که دو ستاره نوترونی در یک انفجار شدید با هم ادغام می‌‌شوند و تابش عناصر داغ ایجاد شده در انفجار باعث ایجاد آنچیزی می‌شود که به عنوان کیلونوا شناخته می‌شود.

مفهوم هنری از یک ستاره نوترونی. اندازه کوچک و چگالی زیاد این ستاره به آن نیروی گرانشی فوق‌العاده قدرتمند در سطح خود می‌بخشد. تصویر از Raphael.concorde / Daniel Molybdenum / NASA / Wikimedia Commons.

طبق این مقاله، نور مادون قرمز مرتبط با GRB 200522A برای انتشار در The Astrophysical Journal و در حال حاضر در arXiv در دسترس است:

… به طور قابل توجهی درخشانتر از هر کاندیدای کیلونووایی است که مشاهدات قابل مقایسه‌ای در آن وجود دارد.

ون-فای فونگ. تصویر از دانشگاه نورث وسترن.

این تیم به رهبری ون-فای فونگ از دانشگاه نورث وسترن، مشاهدات هابل، آرایه بسیار بزرگ، تلسکوپ جهانی رصدخانه Las Cumbres و W.M. رصدخانه کک را با هم ترکیب کردند. با این حال، فونگ گفت:

هابل واقعاً تنها وسیله‌ای بود که نور مادون قرمز را تشخیص داد. به طرز شگفت‌انگیزی، هابل تنها سه روز پس از انفجار قادر به گرفتن عکس بود. وضوح تماشایی هابل در تعیین کمیت نور حاصل از ادغام نیز کلیدی بود.

ادو برگر، استاد نجوم در مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان، توضیح داد:

مشاهدات هابل برای جستجوی انتشار مادون قرمز ایجاد شده است که در نتیجه ایجاد عناصر سنگین – مانند طلا، پلاتین و اورانیوم – در هنگام برخورد ستاره نوترونی حاصل می‌شود. با کمال تعجب، ما انتشار مادون قرمزی پیدا کردیم که بسیار درخشانتر را از آنچیزی است که انتظار داشتیم، که نشان می‌دهد انرژی اضافی از یک مگنتار [یک ستاره نوترونی با یک میدان مغناطیسی فوق‌العاده قوی] وجود دارد که بازمانده ادغام است.

مفهوم هنری از توالی وقایع در شکل‌گیری یک مغناطیس، یک ستاره نوترونی عظیم، بسیار مغناطیسی است. در 22 می سال 2020، دانشمندان مشاهده کردند که ممکن است یکی از این اجرام غیرعادی ستاره‌ای باشد. دانشمندان بر این باورند که دو ستاره نوترونی با هم برخورد کرده و منجر به انفجار عظیم شده و مغناطیس را به عنوان بقایای خود برجای گذاشته است. تصویر از  CfA/ NASA/ ESA/ D. Player (STScI)

 چرا دانشمندان GRB 200522A را متفاوت از دیگر کیلونواهای بالقوه می‌دانند؟ فونگ گفت:

با توجه به آنچه در مورد رادیو و اشعه X از این انفجار می‌دانیم، با آنها مطابقت ندارد. انتشار مادون قرمز که با هابل پیدا می‌کنیم، بسیار روشن است. این پرتوی گاما درهم، از لحاظ تلاش برای متناسب کردن قطعات پازل، یک قطعه پازل مناسب نیست.

چندین احتمال وجود دارد. برگر اظهار داشت:

چه چیزی در چنین برخوردی به جا مانده است؟ یک ستاره بزرگتر نوترونی؟ سیاهچاله؟ این واقعیت که ما این انتشار مادون قرمز را می‌بینیم و بسیار روشن است، نشان می‌دهد که در اثر برخورد ستاره‌های نوترونی، انفجارهای کوتاه اشعه گاما به وجود می‌آیند، اما به طور شگفت‌آور، پیامدهای این برخورد ممکن است ایجاد سیاهچاله نباشد، بلکه احتمالاً یک مگنتار باشد.

مگنتار بخشی از خانواده ستاره‌های نوترونی است: یک ستاره فوق‌العاده متراکم با یک میدان مغناطیسی تریلیون برابر قوی‌تر از زمین. مگنتارها کوتاه‌مدت هستند (با استانداردهای کیهانی) – شاید 10000 سال – و منبع احتمالی انفجارهای سریع رادیویی (FRB) هستند.

مشاهدات تلسکوپ فضایی هابل از انفجار احتمالی کیلونووا در ارتباط با انفجار پرتوی گاما نشان داد که سطح فوق‌العاده مادون قرمز غیرمنتظره ای وجود دارد. دانشمندان حدس می‌زنند که تابش  مغناطیسی – یک ستاره نوترونی بسیار مغناطیسی – ناشی از ادغام دو ستاره نوترونی حاصل می‌شود.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Hubble sees the brightest kilonova yet

Posted by Claudia Crowley in SPACE | November 17, 2020

https://earthsky.org/space/unusual-kilonova-infrared-light-neutron-stars-grb