Астрономы, изучающие мощный гамма-всплеск (GRB) с помощью телескопа Gemini South, которым управляет NOIRLab NSF, возможно, обнаружили невиданный ранее способ уничтожения звезды. В отличие от большинства гамма-всплесков, которые вызваны взрывами массивных звезд или случайными слияниями нейтронных звезд, астрономы пришли к выводу, что этот гамма-всплеск возник в результате столкновения звезд или звездных остатков в густонаселенной среде, окружающей сверхмассивную черную дыру в ядре. древняя галактика.
Природа звездных смертей
Звезды во Вселенной обычно заканчивают свою жизнь предсказуемым образом, определяемым их массой. Звезды с относительно малой массой, такие как наше Солнце, с возрастом сбрасывают свои внешние слои и в конечном итоге тускнеют, превращаясь в звезды-белые карлики. Более массивные звезды горят ярче и раньше умирают в результате катастрофических взрывов сверхновых, создавая сверхплотные объекты, такие как нейтронные звезды и черные дыры. Если два таких звездных остатка образуют двойную систему, они также могут в конечном итоге столкнуться. Новое исследование, однако, указывает на давно выдвинутую гипотезу, но никогда ранее не встречавшуюся четвертую альтернативу.
Видео: Впечатление этого художника иллюстрирует, как астрономы, изучающие мощный гамма-всплеск (GRB) с помощью телескопа Gemini South, управляемого NOIRLab NSF, возможно, обнаружили невиданный ранее способ уничтожения звезды. В отличие от большинства гамма-всплесков, которые вызваны взрывами массивных звезд или случайными слияниями нейтронных звезд, астрономы пришли к выводу, что этот гамма-всплеск возник в результате столкновения звезд или звездных остатков в густонаселенной среде, окружающей сверхмассивную черную дыру в ядре. древняя галактика.
Открытие новых открытий
В поисках причин длительного гамма-всплеска (GRB) астрономы использовали Южный телескоп Джемини в Чили, входящий в состав Международной обсерватории Джемини, управляемой NOIRLab NSF, а также Северный оптический телескоп и НАСА/ЕКА. Космический телескоп Хаббл обнаружил свидетельства столкновения звезд или звездных остатков в хаотичной и плотно упакованной области вблизи сверхмассивной черной дыры древней галактики.
«Эти новые результаты показывают, что звезды могут встретить свою гибель в некоторых из самых плотных областей Вселенной, где они могут столкнуться», — сказал Эндрю Леван, астроном из Университета Радбауд в Нидерландах и ведущий автор статьи, опубликованной в журнал Nature Astronomy. «Это интересно для понимания того, как умирают звезды, и для ответа на другие вопросы, например, какие неожиданные источники могут создавать гравитационные волны, которые мы могли бы обнаружить на Земле».
Наблюдательные данные и результаты
Древние галактики уже давно прошли период своего расцвета звездообразования, и в них останется мало звезд-гигантов, которые являются основным источником длинных гамма-всплесков. Однако их ядра изобилуют звездами и зверинцем сверхплотных звездных остатков, таких как белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Астрономы давно подозревали, что в бурном улье активности, окружающем сверхмассивную черную дыру, столкновение двух звездных объектов с образованием гамма-всплеска станет лишь вопросом времени. Однако доказательства такого рода слияния оказались неуловимыми.
Первые намеки на то, что такое событие произошло, были замечены 19 октября 2019 года, когда обсерватория Свифта имени Нила Герельса НАСА обнаружила яркую вспышку гамма-лучей, которая длилась чуть больше одной минуты. Любой гамма-всплеск длительностью более двух секунд считается «длинным». Такие вспышки обычно возникают в результате гибели сверхновых звезд, масса которых как минимум в 10 раз превышает массу нашего Солнца, но не всегда.
Затем исследователи использовали Gemini South для долгосрочных наблюдений за затуханием послесвечения GRB, чтобы узнать больше о его происхождении. Наблюдения позволили астрономам точно определить местоположение гамма-всплеска в области менее чем в 100 световых годах от ядра древней галактики, что поместило его очень близко к сверхмассивной черной дыре галактики. Исследователи также не нашли никаких свидетельств существования соответствующей сверхновой, которая оставила бы свой отпечаток в свете, изучаемом Gemini South.
Взгляд на происхождение GRB
«Наши последующие наблюдения показали, что взрыв, скорее всего, был вызван не коллапсом массивной звезды, а слиянием двух компактных объектов», — сказал Леван. «Определив его местоположение в центре ранее идентифицированной древней галактики, мы получили первые дразнящие доказательства нового пути, по которому звезды могут встретить свою гибель».
Считается, что в обычной галактической среде образование длинных гамма-всплесков от сталкивающихся остатков звезд, таких как нейтронные звезды и черные дыры, считается исчезающе редким. Однако ядра древних галактик устроены совсем не так, как обычно, и в области шириной всего в несколько световых лет может быть миллион или более звезд. Такая чрезвычайная плотность населения может быть достаточно велика, чтобы время от времени происходили звездные столкновения, особенно под колоссальным гравитационным влиянием сверхмассивной черной дыры, которая нарушала бы движение звезд и заставляла бы их лететь в случайных направлениях. В конце концов, эти своенравные звезды пересекутся и сольются, вызвав титанический взрыв, который можно будет наблюдать с огромных космических расстояний.
Вполне возможно, что такие события регулярно происходят в столь же густонаселенных регионах Вселенной, но до сих пор оставались незамеченными. Возможная причина их неясности заключается в том, что центры галактик наполнены пылью и газом, которые могут затмить как начальную вспышку гамма-всплеска, так и возникающее послесвечение. Этот конкретный GRB, обозначенный как GRB 191019A, может быть редким исключением, позволяющим астрономам обнаружить всплеск и изучить его последствия.
Открытие новых открытий
В поисках причин длительного гамма-всплеска (GRB) астрономы использовали Южный телескоп Джемини в Чили, входящий в состав Международной обсерватории Джемини, управляемой NOIRLab NSF, а также Северный оптический телескоп и НАСА/ЕКА. Космический телескоп Хаббл обнаружил свидетельства столкновения звезд или звездных остатков в хаотичной и плотно упакованной области вблизи сверхмассивной черной дыры древней галактики.
«Эти новые результаты показывают, что звезды могут встретить свою гибель в некоторых из самых плотных областей Вселенной, где они могут столкнуться», — сказал Эндрю Леван, астроном из Университета Радбауд в Нидерландах и ведущий автор статьи, опубликованной в журнал Nature Astronomy. «Это интересно для понимания того, как умирают звезды, и для ответа на другие вопросы, например, какие неожиданные источники могут создавать гравитационные волны, которые мы могли бы обнаружить на Земле».
Наблюдательные данные и результаты
Древние галактики уже давно прошли период своего расцвета звездообразования, и в них останется мало звезд-гигантов, которые являются основным источником длинных гамма-всплесков. Однако их ядра изобилуют звездами и зверинцем сверхплотных звездных остатков, таких как белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Астрономы давно подозревали, что в бурном улье активности, окружающем сверхмассивную черную дыру, столкновение двух звездных объектов с образованием гамма-всплеска станет лишь вопросом времени. Однако доказательства такого рода слияния оказались неуловимыми.
Первые намеки на то, что такое событие произошло, были замечены 19 октября 2019 года, когда обсерватория Свифта имени Нила Герельса НАСА обнаружила яркую вспышку гамма-лучей, которая длилась чуть больше одной минуты. Любой гамма-всплеск длительностью более двух секунд считается «длинным». Такие вспышки обычно возникают в результате гибели сверхновых звезд, масса которых как минимум в 10 раз превышает массу нашего Солнца, но не всегда.
Затем исследователи использовали Gemini South для долгосрочных наблюдений за затуханием послесвечения GRB, чтобы узнать больше о его происхождении. Наблюдения позволили астрономам точно определить местоположение гамма-всплеска в области менее чем в 100 световых годах от ядра древней галактики, что поместило его очень близко к сверхмассивной черной дыре галактики. Исследователи также не нашли никаких свидетельств существования соответствующей сверхновой, которая оставила бы свой отпечаток в свете, изучаемом Gemini South.
Взгляд на происхождение GRB
«Наши последующие наблюдения показали, что взрыв, скорее всего, был вызван не коллапсом массивной звезды, а слиянием двух компактных объектов», — сказал Леван. «Определив его местоположение в центре ранее идентифицированной древней галактики, мы получили первые дразнящие доказательства нового пути, по которому звезды могут встретить свою гибель».
Считается, что в обычной галактической среде образование длинных гамма-всплесков от сталкивающихся остатков звезд, таких как нейтронные звезды и черные дыры, считается исчезающе редким. Однако ядра древних галактик устроены совсем не так, как обычно, и в области шириной всего в несколько световых лет может быть миллион или более звезд. Такая чрезвычайная плотность населения может быть достаточно велика, чтобы время от времени происходили звездные столкновения, особенно под колоссальным гравитационным влиянием сверхмассивной черной дыры, которая нарушала бы движение звезд и заставляла бы их лететь в случайных направлениях. В конце концов, эти своенравные звезды пересекутся и сольются, вызвав титанический взрыв, который можно будет наблюдать с огромных космических расстояний.
Вполне возможно, что такие события регулярно происходят в столь же густонаселенных регионах Вселенной, но до сих пор оставались незамеченными. Возможная причина их неясности заключается в том, что центры галактик наполнены пылью и газом, которые могут затмить как начальную вспышку гамма-всплеска, так и возникающее послесвечение. Этот конкретный GRB, обозначенный как GRB 191019A, может быть редким исключением, позволяющим астрономам обнаружить всплеск и изучить его последствия.
Будущие исследования и последствия
Исследователи хотели бы узнать больше об этих событиях. Они надеются сопоставить обнаружение гамма-всплесков с соответствующим обнаружением гравитационных волн, что позволило бы больше узнать об их истинной природе и подтвердить их происхождение даже в самой мрачной среде. Обсерватория Веры К. Рубин, когда она заработает в 2025 году, будет иметь неоценимое значение в такого рода исследованиях.
«Изучение подобных гамма-всплесков является отличным примером того, как многие объекты, работающие вместе, действительно продвигают эту область, от обнаружения GRB до открытия послесвечений и расстояний с помощью таких телескопов, как Gemini, до детального анализа событий. с наблюдениями по всему электромагнитному спектру», — сказал Леван.
«Эти наблюдения дополняют богатое наследие Близнецов, развивая наше понимание звездной эволюции», — говорит Мартин Стилл, директор программы NSF в Международной обсерватории Близнецов. «Точность наблюдений является свидетельством ловкости «Джемини». и чувствительность к далеким, динамичным событиям во Вселенной».
Ссылка: Эндрю Дж. Леван, Дэниел Б. Малезани, Бенджамин П. Гомпертц, Аня Э. Ньюджент, Мэтт Николл, Саманта Р. Оутс, Дэниел А. Перли, Джиллиан Растинежад, Брайан Д. Мецгер, Стив Шульц, Элизабет Р. Стэнуэй , Энн Инкенхааг, Тайяба Зафар, Х. Фелисиано Агуи Фернандес, Эшли А. Краймс, Корнпоб Биромбхакди, Антонио де Угарте Постиго, Вен-Фай Фонг, Эндрю С. Фрухтер, Джакомо Фраджионе, Йохан П.У. Финбо, Никола Гаспари, Каспер Э. Хайнц , Йенс Хьорт, Палл Якобссон, Питер Дж. Йонкер, Гэвин П. Лэмб, Илья Мандель, Сохеб Мандхай, Мария Э. Равазио, Йеспер Соллерман и Ниал Р. Танвир, 22 июня 2023 г., Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-01998-8
Подробнее об этом открытии:
Новый способ уничтожить звезду
Исторический гамма-всплеск в сердце древней галактики
Ссылка: Эндрю Дж. Леван, Дэниел Б. Малезани, Бенджамин П. Гомпертц, Аня Э. Ньюджент, Мэтт Николл, Саманта Р. Оутс, Дэниел А. Перли, Джиллиан Растинежад, Брайан Д. Мецгер, Стив Шульц, Элизабет Р. Стэнуэй , Энн Инкенхааг, Тайяба Зафар, Х. Фелисиано Агуи Фернандес, Эшли А. Краймс, Корнпоб Биромбхакди, Антонио де Угарте Постиго, Вен-Фай Фонг, Эндрю С. Фрухтер, Джакомо Фраджионе, Йохан П.У. Финбо, Никола Гаспари, Каспер Э. Хайнц , Йенс Хьорт, Палл Якобссон, Питер Дж. Йонкер, Гэвин П. Лэмб, Илья Мандель, Сохеб Мандхай, Мария Э. Равазио, Йеспер Соллерман и Ниал Р. Танвир, 22 июня 2023 г., Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-01998-8
No comments:
Post a Comment