«Хаббл» открыл первую килонову

Кажется, теория о связи некоторых гамма-вспышек со слиянием двух нейтронных звёзд (или даже нейтронной звезды и чёрной дыры) наконец-то получила фактическое подтверждение...

Иногда гамма-вспышка бывает очень короткой, и на том участке неба, откуда она пришла к земным астрономам, не остаётся остаточного свечения ни в видимом, ни в инфракрасном диапазоне. 

Слева — галактика SDS J112848.22+170418.5, в которой произошёл гамма-всплеск GRB 130603B.
Справа показано постепенное затухание послесвечения на месте всплеска в ближнем
ИК-диапазоне. (Здесь и ниже иллюстрации NASA, ESA, A. Field, STScI.)

Исследователи под руководством Ниала Танвира (Nial Tanvir) из Лестерского университета (Великобритания) использовали космический телескоп «Хаббл» как раз для поиска послесвечения в районе, где произошёл такой гамма-всплеск. При этом они отыскали следы необычайно мощной новы, относящейся к ранее теоретически описанному разряду килонóв. Килоновами называют события в тысячу раз более яркие, чем собственно новы, порождаемые вспышками на поверхности белых карликов. Типичная сверхновая, представляющая собой полноценный взрыв звезды, может быть в 10–100 раз ярче килоновы.

Таким образом, при помощи наблюдений в ИК-диапазоне удалось наконец-то зафиксировать послесвечение, подтверждающее гипотезу слияния, предшествующего килоновам. «Многие астрономы, включая нашу группу, уже находили свидетельства того, что длительные гамма-вспышки (длиннее двух секунд) порождены коллапсом крайне массивных звёзд, — поясняет Ниал Танвир. — Но у нас были лишь слабые случайные свидетельства того, что короткие вспышки также были порождены слиянием массивных объектов. Теперь наш результат подтверждает этот сценарий вполне определённым образом».

Согласно теоретической модели, чтобы такие кроткие гамма-вспышки могли привести к длительному послесвечению, паре нейтронных звёзд в двойной системе нужно начать по спирали сближаться друг с другом. В этом случае система порождает гравитационные волны, а рассеиваемая ими энергия усиливает встречное движение звёзд. В последние миллисекунды перед слиянием и образованием на месте светил чёрной дыры сближение заканчивается выбросом высокорадиоактивных материалов, разогревающихся и расширяющихся, порождая вспышку излучения. Одна килонова каждую секунду излучает столько света в видимом и инфракрасном диапазоне, сколько Солнце отдаёт нашей системе за несколько лет. И длиться это должно примерно неделю.

Специфика зрелища в том, что плазма, извергаемая при столкновении, будет эффективно блокировать излучаемый видимый свет, испуская энергию килоновы в окружающий космос в основном в виде ближнего ИК-излучения.

Стадии слияния пары нейтронных звёзд. В последние миллисекунды перед слиянием
вовне выбрасывается материал, при расширении и порождающий ту вспышку,
которую астрономы зафиксировали как килонову. Гамма-компонент вспышки длился
лишь 0,1 с, после чего облако выброшенного материал заблокировало свет в видимом диапазоне.

Стоит заметить, что такие слияния нейтронных звёзд с выбросом значительных количеств особо тяжёлых элементов должны, согласно расчётам, быть одним из главных источников этих элементов во Вселенной, впоследствии участвуя в образовании новых звёзд и их планет.

Отчёт об исследовании опубликован 3 августа года в журнале Nature, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Института космического телескопа.

Текст: Александр Березин

Источник

Комментарии

Станьте первым, кто прокомментирует эту новость

Хотите поделиться своим мнением?