Az Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) segítségével a csillagászok először rögzítették egy neutroncsillag és egy másik csillag robbanásszerű neutroncsillag egyesülését. Milliméteres hullámhosszúságú fényt észleltek az egyesülés okozta tüzes robbanásból. Úgy gondolják, hogy ez a fény az egyik legenergikusabb rövid távú gamma-kitörés, amelyet valaha is megfigyeltek – GRB 211106A.
Tanmoy Laskar, aki hamarosan a Utah-i Egyetem fizika- és csillagászati adjunktusaként kezd dolgozni, elmondta: "Az egyesülések a gravitációs hullámsugárzás miatt következnek be, amely energiát von el a kettőscsillagok pályájáról, aminek következtében a csillagok egymás felé spiráloznak."
„Az így létrejövő robbanást fénysebességhez közel mozgó fúvókák kísérik. Amikor az egyik ilyen sugár a Földre irányul, egy rövid impulzust észlelünk gamma sugár sugárzás vagy rövid távú GRB."
A rövid távú GRB-ket gyakran nehéz észlelni. Eddig csak fél tucat rövid távú GRB-t észleltek rádióhullámhosszon. Ráadásul milliméteres hullámhosszban egyiket sem észlelték.
Laskar azt mondta: „A nehézséget a GRB-ktől való óriási távolság és a teleszkópok technológiai képességei jelentik. Rövid távú GRB Az utófények nagyon fényesek és energikusak. De ezek a robbanások távoli galaxisokban történnek, ami azt jelenti, hogy a belőlük érkező fény meglehetősen gyenge lehet a földi távcsövek számára. Az ALMA előtt a milliméteres teleszkópok nem voltak elég érzékenyek ahhoz, hogy észleljék ezeket az utófényeket.
A GRB 211106A fénye olyan gyenge volt, hogy míg a NASA Neil Gehrels Swift Obszervatóriumával végzett korai röntgenmegfigyelések során a robbanást észlelték, a befogadó galaxist ezen a hullámhosszon nem lehetett kimutatni. Ezért a tudósok nem tudták pontosan meghatározni a helyét.
Ahhoz, hogy tudjuk, melyik galaxisból származik a kitörés, és magáról a kitörésről többet tudjunk meg, utánvilágítást kell használni. A tudósok először azt feltételezték, hogy ez a kitörés egy közeli galaxisból származhat, amikor csak a röntgensugaras megfelelőjét találták meg.
Laskar azt mondta: "Minden hullámhossz új dimenziót adott a tudósoknak a GRB-ről alkotott megértésében, és különösen a milliméter volt kritikus a kitöréssel kapcsolatos igazság feltárásához."
„A Hubble megfigyelések a galaxisok változatlan mezőjét tárták fel. Az ALMA páratlan érzékenysége lehetővé tette, hogy pontosabban meghatározzuk a GRB helyét abban a mezőben, és kiderült, hogy egy másik halvány galaxisban van, amely távolabb van. Ez viszont azt jelenti, hogy ez a rövid ideig tartó gammasugár-kitörés még erősebb, mint azt elsőre gondoltuk, így az egyik legfényesebb és legenergetikusabb a felvételen.”
Wen-fai Fong, a Northwestern Egyetem fizikai és csillagászati adjunktusa hozzátette: „Ez a rövid gamma-kitörés volt az első alkalom, amikor megpróbáltunk ilyen eseményt megfigyelni az ALMA-val. A rövid sorozatokhoz nagyon nehéz utófényeket találni, így látványos volt ezt az eseményt ilyen fényesen megcsodálni. E kitörések sok évnyi megfigyelése után ez a meglepő felfedezés egy új kutatási területet nyit meg, mivel arra ösztönöz bennünket, hogy a jövőben még több ilyet figyeljünk meg az ALMA-val és más teleszkóptömbökkel.”
Joe Pesce, az NRAO/ALMA Nemzeti Tudományos Alapítvány programfelelőse elmondta: „Ezek a megfigyelések több szempontból is fantasztikusak. További információkat nyújtanak, hogy segítsenek megérteni a rejtélyt gamma-sugárzás tört (és általában a neutroncsillag asztrofizika). Azt is bemutatják, hogy az űr- és földi teleszkópokkal végzett több hullámhosszú megfigyelések milyen fontosak és kiegészítők az asztrofizikai jelenségek megértésében.”
Edo Berger, a Harvard Egyetem csillagászati professzora és az Asztrofizikai Központ kutatója | A Harvard & Smithsonian azt mondta, „A rövid távú GRB-k tanulmányozásához szükség van a teleszkópok gyors koordinációjára szerte a világon és az űrben, és minden hullámhosszon működnek. A GRB 211106A esetében a rendelkezésre álló legerősebb teleszkópok közül néhányat használtunk – az ALMA-t, a National Science Foundation Karl G. Jansky Very Large Array-jét (VLA), a NASA Chandra X-ray Obszervatóriumát és a Hubble Űrteleszkópot.”
„A már működő James Webb Űrteleszkóppal (JWST) és a jövőbeli 20-40 méteres optikai és rádióteleszkópokkal, például a következő generációs VLA-val (ngVLA) képesek leszünk teljes képet készíteni ezekről a kataklizmikus eseményekről és tanulmányozni őket soha nem látott távolságok.”
Laskar mondott, „A JWST segítségével immár egy spektrumot vehetünk fel a befogadó galaxisról, és könnyen megtudhatjuk a távolságot, és a jövőben a JWST segítségével rögzíthetjük az infravörös utófényeket és tanulmányozhatjuk azok kémiai összetételét. Az ngVLA segítségével soha nem látott részletességgel tanulmányozhatjuk majd az utófények geometriai szerkezetét és a gazdakörnyezetükben található csillagképző tüzelőanyagot. Izgatottan várom ezeket a közelgő felfedezéseket a mi területünkön.”
Journal Reference:
- Tanmoy Laskar, Alicia Rouco Escorial. Az első rövid GRB milliméteres utófény: A rendkívül energikus SGRB 211106A széles látószögű sugár. Az Astrophysical Journal Letters. arXiv: 2205.03419v2
