Изучая послесвечение 50-секундного гамма-всплеска с помощью наземных и космических телескопов, астрономы неожиданно выяснили, что его источником является килоновая, порожденная слиянием нейтронных звезд. Открытие бросает вызов теории, указывающей на связь длинных гамма-всплесков исключительно со сверхновыми. Результаты исследования представлены в журналах Nature (раз, два три) и Nature Astronomy.
Художественное представление слияния двух нейтронных звезд, порождающих килоновую. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine
Гамма-всплески являются одними из наиболее энергетических событий во Вселенной и бывают короткими, продолжительностью менее двух секунд, и длинными. На протяжении двух десятилетий считалось, что источником первых являются слияния компактных астрофизических объектов, а вторых – смерти массивных звезд в результате вспышек сверхновых.
Однако событие, произошедшее 11 декабря 2021 года и получившее обозначение GRB 211211A, выбивается из общей картины – оно обладает всеми свойствами короткого гамма-всплеска, кроме продолжительности.
Послесвечение килоновой в ближнем инфракрасном диапазоне, связанное с гамма-всплеском GRB 211211A. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Zamani; NASA/ESA
Интересно, что галактика-хозяйка источника является полной противоположностью той, в которой ранее был зафиксирован другой известный нам в локальной Вселенной гамма-всплеск, порожденный килоновой.
«Эта галактика довольно молодая, активно образует звезды и не очень массивная. На самом деле, она больше похожа на те, что проживают значительно дальше от нас и являются хозяйками коротких гамма-всплесков. Наше открытие, вероятно, поменяет подход к выбору типов галактик, которые следует наблюдать при поисках близлежащих килоновых», – отметили участники исследования.
Некоторые из элементов, выбрасываемые в космос при слиянии двух нейтронных звезд. Credit: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser
Помимо вклада в понимание килоновых и гамма-всплесков, событие GRB 211211A предоставляет астрономам новый способ изучения обогащения Вселенной золотом, платиной и другими тяжелыми элементами, создаваемыми в экстремальные условиях при таких слияниях. Теперь они смогут определять их «фабрики» путем поиска сигнатур килоновых в послесвечении длинных гамма-всплесков, а не надеяться на удачу поймать стремительные короткие вспышки.