Astronomowie prześledzili potężny podmuch promieniowania zwany rozbłyskiem gamma (GRB) z powrotem do jego źródła, odkrywając zderzenie pomiędzy ekstremalnymi pozostałościami gwiazd, zwanymi gwiazdami neutronowymi, w zderzających się galaktykach. Może to ujawnić więcej na temat tych niezwykłych zderzeń, uważanych za jedyne zdarzenia we wszechświecie zdolne do wytworzenia ciężkich pierwiastków, takich jak złoto i srebro, które nosimy na palcach i szyi.
The GRBoznaczony jako GRB 230906A, został zauważony 23 września 2023 r. przez szereg NASA teleskopy kosmiczne, w tym m.in Obserwatorium rentgenowskie Chandra, Kosmiczny Teleskop Promieniowania Gamma Fermiego, Obserwatorium Neila Gehrelsa Swiftaoraz Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Powiązanie GRB 230906A wywodzi się z połączenia gwiazd neutronowych w maleńkiej galaktyce, która z kolei jest zanurzona w rzece gazu o długości 600 000 lat świetlnych, czyli około sześć razy większej niż szerokość całej naszej galaktyki.
Kontynuacja artykułu poniżej
„Znalezienie zderzenia gwiazd neutronowych w miejscu, w którym to zrobiliśmy, zmienia zasady gry” – mówi liderka zespołu odkrywczego Simone Dichiara z Penn State University – napisano w oświadczeniu. „Może to być klucz do rozwiązania nie jednego, ale dwóch ważnych pytań w astrofizyce”.
Pierwszą zagadką, o której wspomina Dichiara, a którą można rozwiązać poprzez połączenie gwiazd neutronowych w niespotykanym dotąd miejscu, jest fakt, że kiedy astronomowie śledzą GRB aż do ich punktów pochodzenia, często wydają się one pojawiać z dala od gęstych jąder galaktycznych, gdzie zderzenia powinny być częstsze, a czasami w ogóle od galaktyk.
Druga zagadka wiąże się z faktem, że chociaż uważa się, że zderzenia gwiazd neutronowych tworzą jedyne środowiska wystarczająco gwałtowne i turbulentne, aby wytworzyć pierwiastki cięższe od żelaza, takie jak złoto, srebro i platyna, pierwiastki te są często wykrywane w gwiazdach położonych daleko od centrów galaktycznych i które powinny były powstać, zanim możliwe było wzbogacenie się w tak ciężkie pierwiastki.
„Kolizja w kolizji”
To zderzenie gwiazd neutronowych zostało początkowo wykryte przez Fermiego za pomocą GRB 230906A, a następnie astronomowie precyzyjnie wskazali miejsce, w którym nastąpiło połączenie, za pomocą Chandry, Swifta i Hubble’a.
„Dokładna lokalizacja promieni rentgenowskich Chandry umożliwiła przeprowadzenie tego badania” – powiedział członek zespołu Brendan O’Connor z Carnegie Mellon University. „Bez tego nie moglibyśmy powiązać rozbłysku z żadnym konkretnym źródłem. A kiedy Chandra powiedziała nam dokładnie, gdzie szukać, niezwykła czułość Hubble’a ujawniła w tym miejscu maleńką, niezwykle słabą galaktykę. Mogliśmy dokonać tego odkrycia dopiero po złożeniu wszystkich elementów w całość”.
Uważa się, że strumień gazu, w którym zespół odkrył galaktykę macierzystą tego połączenia, powstał w wyniku zderzenia grupy galaktyk setki milionów lat temu. To wydarzenie pozbawiło galaktyki gazu i pyłu, tworząc strumień gazu, który dryfował przestrzeń międzygalaktyczna.
„Znaleźliśmy kolizję w kolizji” – powiedziała członkini zespołu Eleonora Troja z Uniwersytetu w Rzymie we Włoszech. „Zderzenie galaktyk wywołało falę powstawania gwiazd, która na przestrzeni setek milionów lat doprowadziła do narodzin i ostatecznego zderzenia tych gwiazd neutronowych”.
Odkrycie wskazuje, że niektóre GRB wydają się pochodzić spoza granic galaktyk, ponieważ ich punktami początkowymi są w rzeczywistości maleńkie galaktyki, które są zbyt słabe, aby je zobaczyć.
Jeśli chodzi o wzbogacanie się w ciężkie pierwiastki w gwiazdach znajdujących się daleko od centrum galaktyki, zespół teoretyzuje, że wysoce wybuchowe fuzje gwiazd neutronowych, takie jak to, które wystrzeliło GRB 230906A, mogą nie tylko wytworzyć takie pierwiastki, ale także rozproszyć je na same krawędzie galaktyk.
Wyniki badań zespołu mają ukazać się w czasopiśmie Astrophysical Journal Letters.
