|
Килоновые могут взрываться несколько раз
|
|
|
|
Когда самые массивные звезды подходят к концу своей жизни, они взрываются в результате впечатляющих взрывов сверхновых, которые наполняют вселенную тяжелыми элементами, такими как углерод и железо. Другой тип взрыва — килонова — происходит, когда пара плотных мертвых звезд, называемых нейтронными, сталкиваются, образуя еще более тяжелые элементы, такие как золото и уран. Такие тяжелые элементы являются одними из основных строительных блоков звезд и планет.
|
|
|
|
На сегодняшний день было однозначно подтверждено только одно событие килонова, историческое событие, известное как GW170817, которое произошло в 2017 году. В этом случае две нейтронные звезды столкнулись, вызвав рябь в пространстве-времени, известную как гравитационные волны, а также световые волны по всему космосу.
|
|
|
|
Космический взрыв был обнаружен в гравитационных волнах лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией Национального научного фонда (LIGO) и ее европейским партнером, гравитационно-волновым детектором Virgo, а также в световых волнах десятками наземных и космических телескопов по всему миру.
|
|
|
|
Сейчас астрономы сообщают о доказательствах возможного второго килонового события, но дело еще не закрыто. На самом деле, эта ситуация гораздо сложнее, потому что считается, что кандидат в килоновы, названный AT2025ulz, возник в результате взрыва сверхновой, который произошел за несколько часов до этого, что в конечном итоге заслонило обзор астрономов.
|
|
|
|
|
|
|
"Сначала, в течение примерно трех дней, извержение выглядело точно так же, как первое килоново в 2017 году", - говорит Манси Касливал (Mansi Kasliwal) из Калифорнийского технологического института (Caltech), профессор астрономии и директор Паломарской обсерватории недалеко от Сан-Диего. "Все напряженно пытались наблюдать и анализировать это явление, но затем оно стало больше походить на сверхновую, и некоторые астрономы потеряли к нему интерес. Только не мы".
|
|
|
|
Касливал является ведущим автором нового исследования, результаты которого описаны в Astrophysical Journal Letters. В своем отчете она и ее коллеги описывают свидетельства того, что это странное событие может быть первой в своем роде суперкилоновой, или килоновой, вызванной вспышкой сверхновой. Выдвигались гипотезы о таком событии, но оно никогда не наблюдалось.
|
|
|
|
Доказательства возможной редкости впервые появились 18 августа 2025 года, когда двойные детекторы LIGO в Луизиане и Вашингтоне, а также Virgo в Италии зафиксировали новый гравитационно-волновой сигнал.
|
|
|
|
В течение нескольких минут команда, управляющая гравитационно-волновыми детекторами (международное сотрудничество, в которое также входит организация, управляющая детектором KAGRA в Японии), отправила астрономическому сообществу предупреждение о том, что были зарегистрированы гравитационные волны от того, что, по-видимому, было слиянием двух объектов, по крайней мере, с одним из них. из-за того, что они были необычайно маленькими. К предупреждению прилагалась приблизительная карта местоположения источника.
|
|
|
|
"Хотя это и не столь достоверное событие, как некоторые из наших предупреждений, оно быстро привлекло наше внимание как потенциально очень интересное событие", - говорит Дэвид Рейтце, исполнительный директор LIGO и профессор-исследователь Калифорнийского технологического института. "Мы продолжаем анализировать данные, и становится ясно, что по крайней мере один из столкнувшихся объектов менее массивен, чем обычная нейтронная звезда".
|
|
|
|
Несколько часов спустя обзорная камера Паломарской обсерватории Zwicky Transient Facility (ZTF) первой зафиксировала быстро исчезающий красный объект на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет, который, как полагают, возник в том же месте, что и источник гравитационных волн. Событие, первоначально названное ZTF 25abjmnps, позже было переименовано в AT2025ulz сервером временных имен Международного астрономического союза.
|
|
|
|
Около десятка других телескопов нацелились на эту цель, чтобы узнать больше, в том числе обсерватория У. М. Кека на Гавайях, телескоп Фраунгофера в обсерватории Вендельштайн в Германии и ряд телескопов по всему миру, которые ранее были частью программы GROWTH (Глобальная сеть обсерваторий, наблюдающих за переходными процессами), во главе с Касливалем.
|
|
|
|
Наблюдения подтвердили, что вспышка света быстро угасла и светилась красными волнами — точно так же, как GW170817 восемью годами ранее. В случае с GW170817 kilonova красный цвет был получен за счет тяжелых элементов, таких как золото; у этих атомов больше энергии электронов, чем у более легких элементов, поэтому они блокируют синий свет, но пропускают красный.
|
|
|
|
Затем, через несколько дней после взрыва, AT2025ulz снова начала светиться, становиться синей и в ее спектрах появился водород — все признаки сверхновой, а не килоновой (в частности, сверхновой с "распадом ядра без оболочки").
|
|
|
|
Ожидается, что сверхновые из далеких галактик, как правило, не генерируют достаточного количества гравитационных волн, чтобы их можно было обнаружить с помощью LIGO и Virgo, в то время как килоновые - да. Это привело некоторых астрономов к выводу, что AT2025ulz была вызвана типичной вспышкой сверхновой и на самом деле не связана с гравитационно-волновым сигналом.
|
|
|
|
Что может происходить?
|
|
|
|
Касливал говорит, что несколько подсказок подсказали ей, что произошло нечто необычное. Хотя AT2025ulz не была похожа на классическую kilonova GW170817, она также не была похожа на обычную сверхновую. Кроме того, данные о гравитационных волнах LIGO–Virgo показали, что по крайней мере одна из нейтронных звезд в результате слияния была менее массивной, чем наше Солнце, что указывает на то, что одна или две маленькие нейтронные звезды могли объединиться, чтобы произвести килоновую звезду.
|
|
|
|
Нейтронные звезды - это остатки массивных звезд, которые взрываются в виде сверхновых. Считается, что они размером примерно с Сан-Франциско (около 25 километров в поперечнике) и имеют массу, которая в 1,2-3 раза превышает массу нашего Солнца. Некоторые теоретики предполагали, что нейтронные звезды могут быть еще меньше, с массами, меньшими, чем у Солнца, но до сих пор ни одна из них не наблюдалась.
|
|
|
|
Теоретики используют два сценария, чтобы объяснить, как нейтрон может быть таким маленьким. Согласно одному из них, быстро вращающаяся массивная звезда превращается в сверхновую, а затем распадается на две крошечные нейтронные звезды, расположенные ближе к Солнцу, в процессе, называемом делением.
|
|
|
|
Во втором сценарии, называемом фрагментацией, быстро вращающаяся звезда снова превращается в сверхновую, но на этот раз вокруг коллапсирующей звезды образуется материальный диск. Комковатый материал диска сливается в крошечный нейтрон, подобно тому, как образуются планеты.
|
|
|
|
Поскольку LIGO и Virgo обнаружили по крайней мере одну подсолнечную нейтронную звезду, возможно, согласно теориям, предложенным соавтором Брайаном Мецгером из Колумбийского университета, что две недавно образовавшиеся нейтронные звезды могли закрутиться по спирали вместе и разбиться, образовав килоновую волну, которая послала гравитационные волны по космосу.
|
|
|
|
Поскольку "Килонова" выделяла тяжелые металлы, она, по наблюдениям ZTF и других телескопов, сначала должна была светиться красным светом. Разлетающиеся обломки, оставшиеся после первоначального взрыва сверхновой, должны были помешать астрономам разглядеть "килонову".
|
|
|
|
Другими словами, сверхновая могла породить две нейтронные звезды-детеныша, которые затем слились, образовав килоновую звезду.
|
|
|
|
"Единственный способ, который теоретики придумали для рождения субсолнечных нейтронных звезд, - это коллапс очень быстро вращающейся звезды", - говорит Мецгер. "Если эти "запрещенные" звезды объединятся в пары, испуская гравитационные волны, вполне возможно, что такое событие будет сопровождаться вспышкой сверхновой, а не будет восприниматься как простая килоновая звезда".
|
|
|
|
Но хотя эта теория заманчива и интересна для рассмотрения, исследовательская группа подчеркивает, что нет достаточных доказательств, чтобы делать твердые заявления.
|
|
|
|
Единственный способ проверить теорию о суперкилоновых - это найти больше данных. "Будущие события, связанные со вспышками килоновых, могут не походить на GW170817 и могут быть ошибочно приняты за вспышки сверхновых", - говорит Касливал.
|
|
|
|
"Мы можем искать новые возможности в данных, полученных от ZTF, а также обсерватории Веры Рубин, и в предстоящих проектах, таких как космический телескоп НАСА "Нэнси Роман", UVEX НАСА (под руководством Фионы Харрисон из Калифорнийского технологического института), Deep Synoptic Array-2000 Калифорнийского технологического института и криоскоп Калифорнийского технологического института в Антарктике. Мы не знаем с уверенностью, что нашли суперкилоновую, но, тем не менее, это событие открывает глаза".
|
|
|
|
Источник
|
