ما ممکن است تابش پس از انفجار یک ستاره نوترونی کیلونووا را دیده باشیم!!
برای اولین در علم درخشش عجیب اشعه ایکس که سه سال و نیم پس از برخورد حماسی بین دو ستاره نوترونی در آسمان دیده شده است.
به گفته اخترشناسانی که فضا را مطالعه میکنند، این پدیده میتواند درخشش پس از انفجار کیلونووا باشد که در اثر ادغام ایجاد شده است که احتمالاً توسط یک موج ضربهای ناشی از انفجار به غبار در ناحیه فضای اطراف انفجار ایجاد شده است.
از طرف دیگر، درخشش میتواند توسط موادی که در طی انفجار به بیرون پرتاب میشوند، بر روی جسم تازه ادغام شده ایجاد شود که احتمالاً سیاهچالهای با جرم کم است. در هر صورت، به نظر میرسد این پدیده قبلاً هرگز شناسایی نشده بود.
آپراجیتا هاجلا، ستارهشناس دانشگاه نورث وسترن میگوید: «ما برای مطالعه پیامدهای ادغام ستارههای نوترونی وارد قلمروی ناشناخته شدهایم.
“ما برای اولین بار به چیز جدید و خارقالعادهای نگاه میکنیم. این امر به ما فرصتی میدهد تا فرآیندهای فیزیکی جدیدی را مطالعه و درک کنیم که قبلاً مشاهده نشده است.”
خود انفجار که برای اولین بار در 17 اوت 2017 شناسایی شد، یک رویداد کاملاً حماسی بود. برای اولین بار، اخترشناسان لحظهای را شناسایی کردند که دو ستاره نوترونی که در مداری رو به زوال در کنار هم قفل شده بودند، به هم برخورد کردند و ادغام شدند.
نه تنها رویدادی که GW170817 نام داشت، با استفاده از میدان جدید نجوم امواج گرانشی، بلکه در نور در سراسر طیف ثبت شد.
این ادغام یک انفجار کیلونووا ایجاد کرد، انفجاری که 1000 برابر درخشانتر از یک نواختر کلاسیک بود. تجزیه و تحلیل نور این انفجار نشان داد که برخورد ستارههای نوترونی باعث انفجار پرتو گاما میشود. جتهای نزدیک به سرعت نور حاصل از انفجار خارج میشوند و اینکه در محیط پرانرژی در حین انفجار، فلزات سنگینی مانند طلا، پلاتین و اورانیوم تشکیل میشود.
از آنجایی که این یک رصد کاملاً جدید بود، اخترشناسان همچنان به تماشای منطقهای از آسمان که در آن رخ داده است، در حدود 132 میلیون سال نوری منظومه شمسی ادامه دادند.
در طولموج های اشعه ایکس، آنها متوجه چیز بسیار عجیبی شدند. نه روز پس از انفجار پرتو گاما، منبع شروع به درخشش در سراسر طیف کرد و به اوج درخشش 160 روز پس از ادغام رسید. سپس، درخشش به سرعت محو شد. این پدیده به عنوان یک جت نسبیتی تعبیر شد.
(X-ray: NASA/CXC/Northwestern Univ./A. Hajela et al.; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss)
برداشت هنری از درخشش GW170817، با درج تصویر در اشعه ایکس.
رافائلا مارگوتی، اخترفیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی میگوید: «این واقعیت که پرتوهای ایکس به سرعت محو نشدند، بهترین شواهد ما بود که نشان میدهد چیزی بهعلاوه یک جت در پرتوهای ایکس در این منبع شناسایی شده است».
به نظر میرسد برای توضیح آنچه میبینیم به منبع کاملاً متفاوتی از اشعه ایکس نیاز است.
بر اساس تجزیه و تحلیل این تیم، بهترین ایده مناسب برای این درخشش، یک شوک نسبیتی است زیرا پرتابهای حاصل از برخورد در فضا منفجر میشوند. آنها می گویند که این شبیه یک بوم صوتی در اینجا روی زمین است: همانطور که این ماده به فضای اطراف ادغام منبسط میشود، به گاز برخورد میکند و شوکهایی ایجاد میکند که گاز را گرم میکند و باعث درخشش اشعه ایکس میشود.
اگر اینطور باشد، نشان می دهد که تشکیل یک سیاهچاله از دو ستاره نوترونی یک فرآیند سریع نبوده است.
توضیح دیگر این است که هنگامی که سیاهچاله تشکیل شد، مواد اطراف آن پس از جمع شدن در یک قرص برافزایشی در حال چرخش شروع به ریختن دوباره روی آن کردند. این دیسک در حال چرخش که توسط گرانش و اصطکاک گرم میشود، همچنین اشعه ایکس منتشر میکند.
در هر یک از این دو سناریو – یک موج ضربهای کیلونوا یا سقوط مواد بر روی سیاهچالهای که به تازگی در یک ادغام ستاره نوترونی شکل گرفته است – اولین سناریو خواهد بود.
ستارهشناسان به رصد آن ادامه میدهند تا ببینند چگونه رفتارش تغییر میکند. اگر در انتشارات رادیویی در چند سال آینده روشن شود، احتمالاً یک موج شوک است. اگر به طور پیوسته ادامه یابد و سپس درخشندگی آن کاهش یابد، احتمالاً برافزایش سیاهچاله است. هر کدام از این موارد که باشد چیز جدیدی در مورد ادغام ستارههای نوترونی به ما میگوید.
کیت الکساندر، ستارهشناس دانشگاه نورث وسترن میگوید: «مطالعه بیشتر GW170817 میتواند پیامدهای گستردهای داشته باشد.
“تشخیص یک درخشش پسین کیلونووا به این معنی است که این ادغام بلافاصله سیاهچالهای را ایجاد نکرده است. از طرف دیگر، این جرم ممکن است به ستارهشناسان فرصتی برای مطالعه چگونگی سقوط ماده بر روی یک سیاهچاله چند سال پس از تولد آن ارائه دهد.”
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
We Might Have Seen The Afterglow of a Neutron Star Kilonova Explosion
MICHELLE STARR 1 MARCH 2022
https://www.sciencealert.com/we-might-have-seen-the-afterglow-of-a-neutron-star-kilonova-explosion