Используя Большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA), астрономы впервые зафиксировали взрывное слияние нейтронной звезды с другой звездой. Они обнаружили свет миллиметровой длины волны от огненного взрыва, вызванного слиянием. Считается, что этот свет является одним из самых энергичных коротких гамма-всплесков, когда-либо наблюдавшихся, — GRB 211106A.
Танмой Ласкар, который вскоре приступит к работе в качестве доцента кафедры физики и астрономии в Университете Юты, сказал: «Слияния происходят из-за гравитационно-волнового излучения, которое удаляет энергию с орбит двойных звезд, заставляя звезды сближаться друг с другом».
«Происходящий взрыв сопровождается струями, движущимися со скоростью, близкой к скорости света. Когда одна из этих струй направлена на Землю, мы наблюдаем короткий импульс гамма-луч радиация или кратковременный гамма-всплеск».
Кратковременные гамма-всплески зачастую трудно обнаружить. До сих пор в радиодиапазоне было обнаружено только полдюжины коротких гамма-всплесков. Более того, ни один из них не был обнаружен в миллиметровом диапазоне волн.
Ласкар сказал: «Сложность заключается в огромном расстоянии до гамма-всплесков и технологических возможностях телескопов. Кратковременный гамма-всплеск Послесвечение очень яркое и энергичное. Но эти взрывы происходят в далеких галактиках, а значит, свет от них может быть довольно слабым для наших телескопов на Земле. До ALMA миллиметровые телескопы были недостаточно чувствительны, чтобы обнаружить это послесвечение».
Свет от GRB 211106A был настолько слабым, что, хотя ранние рентгеновские наблюдения с помощью обсерватории Нила Герельса Свифта НАСА зафиксировали взрыв, родительскую галактику на этой длине волны было невозможно обнаружить. Поэтому учёным не удалось определить его точное местоположение.
Чтобы узнать, из какой галактики исходит вспышка, и лучше понять саму вспышку, необходимо использовать свет послесвечения. Ученые впервые предположили, что этот всплеск мог исходить из соседней галактики, когда был обнаружен только рентгеновский аналог.
Ласкар сказал: «Каждая длина волны добавляла новое измерение к пониманию учеными гамма-всплеска, и, в частности, миллиметр имел решающее значение для раскрытия правды о всплеске».
«Наблюдения Хаббла выявили неизменное поле галактик. Беспрецедентная чувствительность ALMA позволила нам с большей точностью определить местоположение гамма-всплеска в этом поле, и он оказался в другой слабой галактике, которая находится дальше. Это, в свою очередь, означает, что этот кратковременный гамма-всплеск даже более мощный, чем мы сначала думали, что делает его одним из самых ярких и энергичных за всю историю наблюдений».
Вэнь-Фай Фонг, доцент кафедры физики и астрономии Северо-Западного университета, добавил: «Этот короткий гамма-всплеск был первой попыткой наблюдать такое событие с помощью ALMA. Послесвечение коротких всплесков очень сложно обнаружить, поэтому было впечатляюще наблюдать, как это событие сияет так ярко. После многих лет наблюдения за этими вспышками это удивительное открытие открывает новую область исследований, поскольку оно мотивирует нас наблюдать еще больше таких всплесков с помощью ALMA и других массивов телескопов в будущем».
Джо Пеше, руководитель программы Национального научного фонда NRAO/ALMA, сказал: «Эти наблюдения фантастические на многих уровнях. Они предоставляют больше информации, которая поможет нам понять загадочную гамма-всплески (и астрофизика нейтронных звезд в целом). Они также демонстрируют, насколько важны и дополняют многоволновые наблюдения с помощью космических и наземных телескопов для понимания астрофизических явлений».
Эдо Бергер, профессор астрономии Гарвардского университета и исследователь Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт заявили: «Изучение кратковременных гамма-всплесков требует быстрой координации телескопов по всему миру и в космосе, работающих на всех длинах волн. В случае GRB 211106A мы использовали одни из самых мощных доступных телескопов — ALMA, Очень большую решетку Карла Дж. Янски (VLA) Национального научного фонда, рентгеновскую обсерваторию НАСА «Чандра» и космический телескоп Хаббл».
«Благодаря действующему сейчас космическому телескопу Джеймса Уэбба (JWST) и будущим 20-40-метровым оптическим и радиотелескопам, таким как VLA следующего поколения (ngVLA), мы сможем составить полную картину этих катастрофических событий и изучить их на беспрецедентные расстояния».
Ласкар — сказал, «Благодаря JWST мы теперь можем получить спектр родительской галактики и легко узнать расстояние, а в будущем мы также сможем использовать JWST для захвата инфракрасного послесвечения и изучения их химического состава. С помощью ngVLA мы сможем изучить геометрическую структуру послесвечений и топлива для звездообразования, обнаруженного в их среде обитания, с беспрецедентной детализацией. Я воодушевлен предстоящими открытиями в нашей области».
Справочник журнала:
- Танмой Ласкар, Алисия Руко Эскориал. Первое короткое миллиметровое послесвечение гамма-всплеска: широкоугольная струя чрезвычайно энергичного SGRB 211106A. Астрофизические Журнальные Письма. arXiv: 2205.03419v2
