Folosind Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astronomii au înregistrat, pentru prima dată, o fuziune explozivă a unei stele neutronice cu o altă stea. Ei au detectat o lumină cu lungimea de undă milimetrică dintr-o explozie de foc cauzată de fuziune. Se crede că această lumină este una dintre cele mai energice explozii de raze gamma de scurtă durată observate vreodată - GRB 211106A.
Tanmoy Laskar, care va începe în curând să lucreze ca profesor asistent de fizică și astronomie la Universitatea din Utah, a spus: „Fuziunile au loc din cauza radiației undelor gravitaționale care elimină energia de pe orbita stelelor binare, determinând stelele să se îndrepte una spre cealaltă.”
„Explozia rezultată este însoțită de jeturi care se deplasează aproape de viteza luminii. Când unul dintre aceste jeturi este îndreptat spre Pământ, observăm un puls scurt de raze gamma radiații sau un GRB de scurtă durată.”
GRB-urile de scurtă durată sunt adesea dificil de detectat. Până acum, doar o jumătate de duzină de GRB-uri de scurtă durată au fost detectate la lungimi de undă radio. În plus, niciunul nu a fost detectat în lungimi de undă milimetrică.
Laskar a spus: „Dificultatea este distanța imensă până la GRB-uri și capacitățile tehnologice ale telescoapelor. GRB de scurtă durată luminile de după sunt foarte luminoase și energice. Dar aceste explozii au loc în galaxii îndepărtate, ceea ce înseamnă că lumina din ele poate fi destul de slabă pentru telescoapele noastre de pe Pământ. Înainte de ALMA, telescoapele milimetrice nu erau suficient de sensibile pentru a detecta aceste străluciri.”
Lumina de la GRB 211106A a fost atât de slabă încât, în timp ce observațiile timpurii cu raze X cu Observatorul Neil Gehrels Swift de la NASA au văzut explozia, galaxia gazdă a fost nedetectabilă la acea lungime de undă. Prin urmare, oamenii de știință nu au reușit să identifice locația exactă a acestuia.
Pentru a ști din ce galaxie provine o explozie și pentru a înțelege mai multe despre explozia în sine, este nevoie de utilizarea luminii luminoase. Oamenii de știință au emis pentru prima dată ipoteza că această explozie ar putea proveni dintr-o galaxie din apropiere, atunci când a fost găsit doar omologul cu raze X.
Laskar a spus: „Fiecare lungime de undă a adăugat o nouă dimensiune înțelegerii de către oamenii de știință a GRB, iar milimetrul, în special, a fost esențial pentru a descoperi adevărul despre explozie.”
„Observațiile Hubble au relevat un câmp neschimbător de galaxii. Sensibilitatea de neegalat a lui ALMA ne-a permis să identificăm cu mai multă precizie locația GRB-ului în acel câmp și s-a dovedit a fi într-o altă galaxie slabă, care este mai departe. Aceasta, la rândul său, înseamnă că această explozie de raze gamma de scurtă durată este chiar mai puternică decât am crezut la început, făcând-o una dintre cele mai luminoase și mai energice înregistrate.”
Wen-fai Fong, profesor asistent de fizică și astronomie la Universitatea Northwestern, a adăugat: „Această explozie scurtă de raze gamma a fost prima dată când am încercat să observăm un astfel de eveniment cu ALMA. Luminile ulterioare pentru rafale scurte sunt foarte greu de găsit, așa că a fost spectaculos să surprind acest eveniment strălucind atât de puternic. După mulți ani de observare a acestor explozii, această descoperire surprinzătoare deschide o nouă zonă de studiu, deoarece ne motivează să observăm mai multe dintre acestea cu ALMA și alte rețele de telescoape în viitor.”
Joe Pesce, ofițer de program al Fundației Naționale de Știință pentru NRAO/ALMA, a spus: „Aceste observații sunt fantastice la mai multe niveluri. Ele oferă mai multe informații pentru a ne ajuta să înțelegem enigmaticul izbucniri de raze gamma (și astrofizica stelelor neutronice în general). Ele demonstrează, de asemenea, cât de importante și complementare sunt observațiile cu mai multe lungimi de undă cu telescoape spațiale și terestre în înțelegerea fenomenelor astrofizice.”
Edo Berger, profesor de astronomie la Universitatea Harvard și cercetător la Centrul de Astrofizică | Harvard și Smithsonian, au spus, „Studiul GRB-urilor de scurtă durată necesită coordonarea rapidă a telescoapelor din întreaga lume și din spațiu, care funcționează la toate lungimile de undă. În cazul GRB 211106A, am folosit unele dintre cele mai puternice telescoape disponibile - ALMA, Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la Fundația Națională de Știință, Observatorul de raze X Chandra al NASA și Telescopul spațial Hubble.”
„Cu telescopul spațial James Webb (JWST) aflat în funcțiune și viitoarele telescoape optice și radio de 20-40 de metri, cum ar fi următoarea generație VLA (ngVLA), vom fi capabili să producem o imagine completă a acestor evenimente cataclismice și să le studiem la distanțe fără precedent.”
Laskar a spus, „Cu JWST, putem acum să luăm un spectru al galaxiei gazdă și să cunoaștem cu ușurință distanța, iar în viitor, am putea folosi și JWST pentru a capta străluciri în infraroșu și pentru a studia compoziția chimică a acestora. Cu ngVLA, vom putea studia structura geometrică a strălucirilor ulterioare și a combustibilului care formează stele găsit în mediile gazdă în detaliu fără precedent. Sunt încântat de aceste descoperiri viitoare în domeniul nostru.”
Referința jurnalului:
- Tanmoy Laskar, Alicia Rouco Escorial. Prima strălucire milimetrică GRB scurtă: Jetul cu unghi larg al SGRB 211106A extrem de energic. Scrisorile din jurnalul astrofizic. arXiv: 2205.03419v2
