Beveik šimtmetį astronomai su dideliu susidomėjimu tyrė supernovas. Šie stebuklingi įvykiai įvyksta tada, kai žvaigždė patenka į paskutinę savo gyvenimo trukmės fazę ir griūva, arba ją pašalina žvaigždutė iš išorinių sluoksnių iki tos vietos, kur ji patiria branduolio griūtį. Abiem atvejais šis įvykis paprastai lemia didžiulį medžiagos išleidimą, kelis kartus didesnį už mūsų Saulės masę.
Tačiau neseniai tarptautinė mokslininkų komanda stebėjo supernovą, kuri buvo stebėtinai silpna ir trumpa. Jų stebėjimai rodo, kad supernovą sukėlė nematytas palydovas, greičiausiai neutroninė žvaigždė, kuri pašalino jos palydovą nuo medžiagos, todėl ji žlugo ir pereina į supernovą. Todėl tai yra pirmas kartas, kai mokslininkai yra kompaktiškos dvejetainės neutroninių žvaigždžių sistemos liudininkai.
Neseniai žurnale pasirodė tyrimas, pavadintas „Karšta ir greita ultradešinė supernova, kuri greičiausiai suformavo kompaktišką neutroninių žvaigždžių dvejetainę“. Mokslas. Tyrimui vadovavo Kishalay De, Caltech astrofizikos katedros magistrantas. Tyrime dalyvavo NASA Goddardo kosminių skrydžių centro ir reaktyvinio varymo laboratorijos, Weizmanno mokslo instituto, Maxo Plancko astrofizikos instituto, Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos nariai. ir keli universitetai bei observatorijos.
Komandos tyrimas pirmiausia buvo atliktas Mansi Kasliwal, Caltech astronomijos docento ir šio tyrimo bendraautorio, laboratorijoje. Ji taip pat yra vyriausioji „Caltech“ vadovaujamo observatorijų, stebinčių, kaip praeiti praeities pokyčiai (GROWTH), „Global Relay“, tarptautinio astronominio bendradarbiavimo, orientuoto į trumpalaikių (trumpalaikių) įvykių, ty supernovų, neutroninių žvaigždžių, juodųjų, fizikos tyrinėtoja. skylių susiliejimai ir asteroidai šalia žemės.
Tyrimo tikslais komanda stebėjo supernovos įvykį, vadinamą „iPTF 14gqr“, kuris atsirado spiralinės galaktikos pakraštyje maždaug už 920 milijonų šviesos metų nuo Žemės. Stebėdami jie pastebėjo, kad supernova išleido palyginti nedidelį medžiagos kiekį - apie penktadalį Saulės masės. Tai buvo gana staigmena, kaip Kasliwali nurodė naujausiame „Caltech“ pranešime spaudai:
„Mes matėme šios didžiulės žvaigždės branduolio griūtį, tačiau matėme, kad išmesta labai mažai masės. Mes tai vadiname ultranova vokų supernova ir jau seniai buvo manoma, kad jie egzistuoja. Tai yra pirmas kartas, kai įtikinamai pamatėme didžiulės žvaigždės, kuriai taip trūksta materijos, žlugimą. “
Šis įvykis buvo neįprastas, nes norint, kad žvaigždės žlugtų, jų branduoliai iš anksto turėjo būti apgaubti didžiuliu kiekiu medžiagos. Tai iškėlė klausimą, kur galėjo dingti žvaigždės, kurių trūksta masės. Remdamiesi savo stebėjimais, jie nustatė, kad kompaktiškas palydovas (arba baltoji nykštukė, arba neutroninė žvaigždė) laikui bėgant turėjo jį nubraukti.
Šis scenarijus lemia I tipo supernovas, atsirandančias dvejetainėje sistemoje, kurią sudaro neutroninė žvaigždė ir raudonasis milžinas. Tokiu atveju komanda negalėjo pastebėti neutroninės žvaigždės palydovo, tačiau teigė, kad ji turėjo susiformuoti orbitoje su kita žvaigžde ir taip sudaryti originalią dvejetainę sistemą. Iš tikrųjų tai reiškia, kad stebėdama „iPTF 14gqr“, komanda stebėjo, kaip gimė dvejetainė sistema, sudaryta iš dviejų kompaktiškų neutroninių žvaigždžių.
Dar daugiau: tai, kad šios dvi neutroninės žvaigždės yra taip arti, reiškia, kad jos galiausiai susijungs į įvykį, panašų į tą, kuris įvyko 2017 m. Žinomas kaip „kilonovos įvykis“, šis susijungimas buvo pirmasis kosminis įvykis, žiūrint tiek gravitacinėmis, tiek elektromagnetinėmis bangomis. Tolesni stebėjimai taip pat parodė, kad dėl susijungimo greičiausiai susidarė juodoji skylė.
Tai sukuria galimybes ateities tyrimams, kurie stebės „iPTF 14gqr“, norėdami sužinoti, ar įvyksta kitas kilonovos įvykis, ir sukuria dar vieną juodąją skylę. Be to, gana pasisekė, kad komanda iš viso galėjo stebėti įvykį, turint omenyje, kad šie reiškiniai yra ir reti (sudaro tik 1% supernovos įvykių), ir trumpalaikiai. Kaip paaiškino De:
„Norint iš tikrųjų užfiksuoti ankstyvąją supernovos fazę, jums reikia greitų trumpalaikių tyrimų ir gerai suderinto astronomų tinklo visame pasaulyje. Neturėdami duomenų dar kūdikystėje, negalėtume daryti išvados, kad sprogimas galėjo kilti iš griūvančios didžiulės žvaigždės šerdies, kurios vokas yra maždaug 500 kartų didesnis už saulės spindulį. “
Pirmiausia įvykį aptiko „Palomar“ observatorija kaip tarpinio „Palomar“ pereinamojo laikotarpio gamyklos (iPTF) dalis - mokslinis bendradarbiavimas, kurio metu viso pasaulio observatorijos stebi kosmosą dėl trumpalaikių kosminių įvykių, tokių kaip supernovos. „IPTF“ atlikdamas naktinius tyrimus, „Palomar“ teleskopas sugebėjo pastebėti „iPTF 14gqr“ netrukus po to, kai jis tapo supernova.
Bendradarbiavimas taip pat užtikrino, kad kai Palomaro teleskopas nebegalėjo jo matyti (dėl Žemės sukimosi), kitos observatorijos sugebėjo jį nuolat stebėti ir sekti jo raidą. Žvelgiant į ateitį, „Zwicky Transient Facility“ (kuris yra „iPTF“ Palomaro observatorijos įpėdinis) vykdys dar dažnesnius ir platesnius dangaus tyrimus, tikėdamasi pastebėti daugiau šių retų įvykių.
Šios apklausos, suderintos su tolesniais tokių tinklų, kaip AUGIMAS, pastangomis, leis astronomams ištirti, kaip vystosi kompaktiškos dvejetainės sistemos. Tai leis geriau suprasti ne tik tai, kaip šie objektai sąveikauja, bet ir geriau suprasti, kaip formuojasi gravitacinės bangos ir tam tikros juodosios skylės.
