Зіткнення нейтронних зірок дивує астрономів

Невідповідності після зіткнення суперечать загальним сценаріям

Коктейль із сміття може пояснити, чому післясвічення зіткнення нейтронної зірки було таким дивним. © NRAO / AUI / NSF, Д. Беррі
читати вголос

Протиріччя теорії: зіткнення нейтронних зірок влітку 2017 року все ще в ретроспективі сюрпризів. Насправді випромінювання її післясвічення повинно було поступово зменшуватися. Натомість дослідники навіть виявили збільшення радіо та рентгенівських променів. Але це означає: зіткнення було, очевидно, іншим, ніж було передбачено у загальних сценаріях. Що сталося замість цього і як пояснюється дивна картина променів, зараз астрономи повідомляють у журналі "Природа".

17 серпня 2017 року астрономи зробили сенсацію: вперше вони довели зіткнення двох нейтронних зірок - космічну катастрофу, в якій зливаються дві ці надзвичайно щільні зіркові мощі. Масовий вибух, що знаходився на відстані 130 мільйонів світлових років, не лише створив величезну кількість важких елементів, струшуючи простір-час, але й вивільнив величезні кількості енергії у вигляді випромінювання.

Але саме це випромінювання тепер дає здогадки. З моменту події в серпні телескопи по всьому світу стежили за променистими наслідками космічного зіткнення. Теоретично зіткнення нейтронних зірок виробляє два сфокусованих струменя надзвичайно прискорених частинок і випромінювання, які проникають далеко в космос. Дивно: тимчасова послідовність зареєстрованого випромінювання не відповідала цьому сценарію.

Струмінь з косою віссю?

"Якби один із цих струменів вказував прямо на Землю, ми побачили б типовий короткий вибух гамма-випромінювання", - пояснюють Кунал Мулі з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) та його колеги. "Але це точно не було. Натомість рентгенівське та радіовипромінювання зіткнення прибуло лише після значної затримки.

У позаосному сценарії зв'язаний струмінь не спрямований безпосередньо на землю. NRAO / AUI / NSF, Д. Беррі

Але чому? Астрономи спочатку припускали, що це так зване позаосне післясвічення випромінювання, яке випромінюється від не направленого безпосередньо до нас струменя. Для того, щоб переконатися в цьому, Мулі та його колеги протягом місяця продовжували контролювати післясвічення за допомогою декількох радіотелескопів. Оптичні телескопи були тимчасово перешкоджені сонцем протягом цього часу, і тому довелося перервати свої спостереження до початку грудня. дисплей

Натомість радіосигнал зменшується

Астрономи напрочуд помітили, що радіовипромінювання від місця зіткнення повільно зростало всупереч очікуванням. Однак, якби випромінювання виходило із позаосного післясвічення, то радіо- та рентгенівське випромінювання поступово ставало б слабшим та слабшим. Це було не так.

"Поступове посилення радіосигналу вказує на те, що ми спостерігаємо широкий, майже-швидкісний відтік матеріалу від зіткнення нейтронно-зірки", - пояснює Мулі. І цей відтік рухається безпосередньо в нашому напрямку по осі замість поза осі. Дивно, однак, що це випромінювання все-таки прийшло з нами кульгавим.

Tr mmer кокон як радіаційний гальмо?

Можливе пояснення дає астрофізична модель. Після цього викинуті потоки зіткнення могли зупинити струмінь. Якщо струмінь променів потрапляє в цю хмару пилу та газів, вона захоплює речовину, але втрачає частину своєї енергії. Як результат, випромінювання виривається з цього кокона лише після уповільнення та сильного розсіювання, як пояснюють дослідники.

Моделювання реактивних струменів, гальмованих конусом зіткнення нейтронної зірки Caltech

«Цей сценарій може пояснити багато загадкових особливостей GW170 817», - кажуть Мулі та його колеги. Включаючи пізнє і поступово зростаюче радіовипромінювання "Якщо наш радіосигнал насправді надходить із розширюваної пам'яті комфорту, то, мабуть, рентгенівські промені з часом посилилися", - сказали дослідники.

І дійсно, рентгенівський телескоп Чандра НАСА повторно виміряв випромінювання рентгенівських променів з місця зіткнення нейтронно-зіркової на початку грудня та зафіксував збільшення випромінювання. "Рентгенівські випромінювання посилювалися саме так, як ми прогнозували", - каже колега Мулі Грегг Холлінан.

Хороші перспективи майбутнього доказування

Нові дані не тільки підтверджують сценарій кокону, але й хороші новини для майбутніх подій такого характеру, пояснюють астрономи. Оскільки в той час, коли безперешкодні струмені виробляють лише вузькі пучкові конуси, які можна виявити лише з великою удачею, конус уламків виробляє широко розсіяне випромінювання, яке видно в багатьох напрямках.

"Це означає, що в майбутньому ми зможемо виявити ще багато цих зіткнень за допомогою їх електромагнітного випромінювання, а не лише їх гравітаційними хвилями”, - говорить Холлінан. (Природа, 2017; doi: 10.1038 / природа25452)

(Природа, Національна обсерваторія радіоастрономії, 21.12.2017 - НВО)