Столкновение нейтронных звезд привело к аномально яркой вспышке
22 мая астрономы обнаружили мощнейший гамма-всплеск в отдаленном уголке космоса на расстоянии 5,5 миллиардов световых лет от Земли. Это событие получило обозначение GRB 200522A. Первоначально оно было определено как столкновение двух нейтронных звезд, однако вспышка от него оказалась в 10 раз ярче, чем предсказывали модели подобных событий. «Эти наблюдения не укладываются в традиционные объяснения коротких всплесков гамма-излучения, учитывая то, что мы знаем о радио и рентгеновских лучах от этого взрыва. Излучение в ближнем инфракрасном диапазоне, которое мы обнаружили при помощи „Хаббла“, слишком яркое», — Вен-фай Фонг, астроном из Северо-Западного университета в штате Иллинойс.
Впервые вспышка была обнаружена обсерваторией Нила Герелса Свифта при помощи космического телескопа Burst Alert, который как раз и предназначен для раннего обнаружения гамма-всплесков. Как только было получено оповещение о событии, на эту точку в космосе были направлены другие телескопы. Обсерватория Кека и сеть глобальных телескопов обсерватории Лас-Камбрес получили электромагнитный профиль события от радиоволн до рентгеновских лучей. Они показали, что это был короткий гамма-всплеск — тип взрыва продолжительностью менее двух секунд, связанный со слиянием нейтронных звезд.
Но данные космического телескопа «Хаббл», наблюдавшего событие в инфракрасном диапазоне, вставили палку в колеса этой версии. «Нам пришлось полностью изменить наш мыслительный процесс, потому что информация, которую добавил „Хаббл“, заставила нас осознать, что мы должны отказаться от традиционного мышления и понять, что происходит новое явление. Затем мы должны были выяснить, что стоит за этими чрезвычайно мощными взрывами и что это значит для физики», — Танмой Ласкар, астроном из Университета Бата в Великобритании.
Столкновение двух нейтронных звезд — коллапсирующих ядер мертвых звезд — это знаменательное событие. Нейтронные звезды крошечные и плотные, примерно в 1,1–2,5 раза больше массы Солнца, но упакованы в сферу диаметром всего 20 километров. Их столкновение сопровождается всплеском гамма-излучения высокой энергии от струй выброшенного вещества, движущегося со скоростью, близкой к скорости света. В 2010 году для такого события был придуман термин — килоновая. Он призван показать, что излучаемая энергия может превосходить в 1000 раз энергию, излучаемую новыми звездами. Сама килоновая –это свечение в оптическом и инфракрасном диапазонах волн, вызванное радиоактивным распадом тяжелых элементов.
Такое событие, зафиксированное в 2017 году и получившее обозначение GW 170817, привело к образованию черной дыры. Исследователи полагают, что яркость килоновой GRB 200522A в ближнем инфракрасном диапазоне указывает на то, что две нейтронные звезды, слившись, образовали нечто иное: магнетар. Магнетары представляют собой тип нейтронных звезд с невероятно мощными магнитными полями — примерно в тысячу раз более мощными, чем у обычной нейтронной звезды. «По сути, мы имеем дело с линиями магнитного поля, которые привязаны к звезде и вращаются со скоростью примерно тысяча оборотов в секунду, что создает намагниченный ветер. Эти вращающиеся силовые линии извлекают энергию вращения нейтронной звезды, образовавшейся в результате слияния, и передают эту энергию в выбросы от взрыва, заставляя материал светиться еще ярче», — Танмой Ласкар.
Магнетары чрезвычайно редки. На сегодняшний день подтверждено существование только 24 таких объектов в Млечном Пути. Недостаток данных затрудняет их изучение, поэтому, если две нейтронные звезды, связанные с GRB 200522A, сформировали магнетар, это дает ученым представление о новом механизме, посредством которого могут возникать эти экстремальные звезды. «Мы думаем, что большинство из них образуются в результате взрывной смерти массивных звезд. Однако возможно, что небольшая их часть образуется при слиянии нейтронных звезд. Мы никогда не видели доказательств этого раньше, не говоря уже о в инфракрасном свете, что делает это открытие особенным», — заключает Фонг.
