На цій ілюстрації зображена величезна зірка, яка ось -ось вибухне. Вибух був викликаний після того, як його супутник, мертва зірка (чорна діра або нейтронна зірка) впала в ядро зірки. Вчені кажуть, що чорна діра або нейтронна зірка зіткнулася з масивною зіркою, а потім, коли вона протягом століть подорожувала вглиб країни, викинула вихор матеріалу з атмосфери зірки (на зображенні навколо зірки). Коли він досяг ядра зірки, матеріал з ядра швидко впав на зоряний труп, випустивши пару струменів майже зі швидкістю світла. На зображенні цього художника реактивні літаки проходять через тунель, проходячи через зірку, і незабаром вони спровокували вибух наднової зірки. Через кілька років наднова зірветься через більшу частину викинутої спіралі, яка розтягується приблизно в 10 000 разів більше, ніж зірка. Це створить світиться перехідне радіоджерело, яке спостерігається дуже великим масивом. Кредит: Чак Картер
Теоретики передбачили перше спостереження абсолютно нового типу наднової, але це раніше не було підтверджено.
У 2017 році світлове і незвичайне джерело радіохвиль було виявлено в даних, отриманих за допомогою обстеження дуже великого масиву неба (VLA), проекту, який сканує нічне небо з довжинами радіохвиль. Тепер під керівництвом аспіранта Калтеху Діллона Донга (MS ’18) група астрономів визначила, що яскраве радіо сяйво викликане Чорна діра або нейтронна зірка Вона стикається зі своєю зіркою -компаньйоном у безпрецедентному процесі.
“Масові зірки зазвичай вибухають як наднові, коли у них закінчується ядерне паливо”, – каже Грег Холлінан, професор астрономії з Калтеху. “Але в цьому випадку газоподібна чорна діра або нейтронна зірка спричинила передчасну вибух своєї зірки -компаньйона”. Це перший випадок підтвердження вибуху наднової, спричиненого злиттям.
Стаття про результати опублікована у журналі Наука 3 вересня 2021 р.
Яскраве сяйво на нічному небі
Холлінан та його команда шукають так звані радіоперехідні процеси-короткочасні джерела радіохвиль, які яскраво світяться і швидко горять, як сірник у затемненій кімнаті. Радіопередавачі – це чудовий спосіб ідентифікувати незвичайні астрономічні події, такі як вибухи масивних зірок і вивільнення енергетичних струменів або злиття нейтронних зірок.
Діллон Донг, із 40-метровою радіочастою в радіотехнічній обсерваторії Оуенс-Веллі в Каліфорнії.
Переглядаючи величезний набір даних VLA, Донг вибрав джерело радіохвиль з яскравим світлом з опитування VLA під назвою VT 1210 + 4956. Це джерело асоціюється з найяскравішим радіоперехідним процесом, пов’язаним із надновою.
Донг визначив, що яскрава радіоенергія спочатку була зіркою, оточеною товстою, щільною корою газу. Ця газоподібна оболонка була вигнана із зірки за кілька сотень років до наших днів. VT 1210+4956, Радіоперехідний, стався, коли зірка нарешті вибухнула у надновій і матеріал, що вивільнився від вибуху, взаємодіяв з газовою оболонкою. Однак сам газовий снаряд та хронологія, в яку він був запущений із зірки, були незвичайними, тому Донг підозрював, що історія цього вибуху може бути ще іншою.
Дві незвичайні події
Після відкриття Донга аспірантка Caltech Анна Хо (PhD ’20) запропонувала порівняти цей радіотранзит з іншим показником коротких яскравих подій у рентгенівському спектрі. Деякі рентгенівські події були настільки короткочасними, що існували на небі лише кілька секунд земного часу. Вивчивши цей інший каталог, Донг виявив джерело рентгенівського випромінювання, яке походило з того самого місця на небі, що і VT 1210 + 4956. Завдяки ретельному аналізу Донг довів, що рентгенівські промені та радіохвилі, ймовірно, є результатом однієї події.
Грег Холлінан
“Перехідні рентгенівські промені були незвичайною подією – вони вказували на викид релятивістського струменя під час вибуху”, – говорить Донг. Радіолюмінесцентне світіння вказувало на те, що матеріал цього вибуху згодом зіткнувся з величезним кільцем щільного газу, яке було вигнано зірки кілька століть тому. Ці дві події не пов’язані між собою і дуже рідкісні самі по собі ».
розгадати головоломку
так що трапилося? Після ретельного моделювання команда виявила найімовірніше пояснення – подію за участю деяких космічних гравців, про яких відомо, що вони генерують гравітаційні хвилі.
Вони припустили, що компактний залишок раніше вибухнулої зірки – чорна діра або нейтронна зірка – незабаром обертається навколо зірки. З часом чорна діра почала тягнути атмосферу своєї зірки -компаньйона і вистрілювати її в космос, утворюючи газовий тор. Цей процес зближував два об’єкти, поки чорна діра не занурилася в зірку, в результаті чого зірка зруйнувалася і вибухнула як наднова.
Рентгенівські промені були створені струменем, який був випущений з ядра зірки в момент його падіння. Навпаки, радіохвилі були створені роками пізніше, коли вибухаюча зірка досягла тору газу, що викидається висхідним стислим тілом.
Астрономам відомо, що масивна зірка та супутній компактний об’єкт можуть утворити так звану стабільну орбіту, на якій два об’єкти поступово наближаються і наближаються протягом надзвичайно тривалого періоду часу. Цей процес утворює двійкову систему, стабільну від мільйонів до мільярдів років, але врешті -решт зіткнеться і випромінить вид гравітаційних хвиль, виявлених лего в 2015 та 2017 роках.
Однак у випадку VT 1210 + 4956 обидва об’єкти зіткнулися миттєво і катастрофічно, що призвело до вибуху рентгенівських променів та спостережуваних радіохвиль. Хоча такі зіткнення були теоретично передбачені, VT 1210 + 4956 дає перші конкретні докази цього.
Опитування випадковостей
Огляд VLA Sky Survey виробляє величезну кількість даних про радіосигнали з нічного неба, але перебираючи ці дані, щоб виявити цікаву та яскраву подію, таку як VT 1210+4956, все одно, що знайти голку в стозі сіна. Дон каже, що знаходження цієї конкретної голки було певним чином випадковістю.
“Ми мали уявлення про те, що ми можемо знайти в опитуванні VLA, але ми були відкриті для можливості знайти те, чого не очікували”, – пояснює Донг. “Ми створили умови, щоб відкрити щось цікаве, зробивши вільно обмежені та відкриті пошуки великих наборів даних, а потім врахувавши всі контекстуальні підказки, які ми можемо зібрати про знайдені нами об’єкти. Під час цього процесу ви опиняєтесь у різних напрямках різні інтерпретації, і ви просто дозволяєте природі розповідати вам, що там є ».
Стаття отримала назву “Перехідне радіоджерело, що відповідає надновій плавці”. Діллон Донг – перший автор. Крім Халлінана та Ху, додатковими співавторами є Ехуд Накар, Ендрю Хьюз, Кента Хотукідзака, Стів Майерс (доктор 90), Кешалай Ді (MS ’18, PHD ’21), Кунал Молі (PhD 15), Вікрам Раві, Асаф Хореш, Мансі Кеслівал (MS ’07, кандидат наук ’11) та Шрі Кулкарні. Фінансування було надане Національним науковим фондом, Двосторонньою науково-дослідною організацією США та Ізраїлю, Науково-технічною радою Канади, Інститутом фундаментальних досліджень ім. Наук в Університеті Берклі та Японському товаристві сприяння науці, Програмі перших професійних вчених, Національній радіоастрономічній обсерваторії та Фонду Хайзінга-Саймонса.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
