Συγχώνευση άστρων νετρονίων που προσφέρει ακόμη ένα νέο γρίφο για τους αστροφυσικούς

Η αναλαμπή από την απόμακρη συγχώνευση άστρων νετρονίων που ανιχνεύθηκε τον περασμένο Αύγουστο συνέχισε να φωτίζει – πολύ προς έκπληξη των αστροφυσικών που μελετούν τα επακόλουθα της μαζικής σύγκρουσης που έλαβε χώρα περίπου 138 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας και έστειλε βαρυτικά κύματα να εξαπλώνονται στο σύμπαν. Νέες παρατηρήσεις από το τροχιακό Παρατηρητήριο ακτίνων-Χ, Chandra της NASA, που καταγράφονται στο Astrophysical Journal Letters, δείχνουν ότι η έκρηξη ακτίνων-γ που απελευθερώθηκαν από την σύγκρουση είναι περισσότερο σύνθετη από ότι προηγουμένως φαντάστηκαν οι επιστήμονες.

«Συνήθως όταν βλέπουμε μια σύντομη έκρηξη ακτίνων-γ, η εκπομπή πίδακα που δημιουργείται λάμπει για μικρό χρονικό διάστημα καθώς προσκρούει στο μέσο που περιβάλλει το σύστημα – μετά σβήνει καθώς το σύστημα σταματάει να εγχέει ενέργεια στην εκροή», λέει η αστροφυσικός του Πανεπιστημίου McGill, Daryl Haggard, της οποίας η ερευνητική ομάδα ηγείται της νέας μελέτης. «Αυτό είναι διαφορετικό, σίγουρα δεν είναι ένα απλός στενός πίδακας που δεν λέει τίποτε».

Η θεωρία του κουκουλιού

Τα νέα δεδομένα θα μπορούσαν να εξηγηθούν χρησιμοποιώντας περισσότερο πολύπλοκα μοντέλα για τα υπολείμματα της συγχώνευσης άστρων νετρονίων. Ένα ενδεχόμενο: η συγχώνευση εκτόξευσε έναν πίδακα που θέρμανε τα αέρια υπολείμματα που υπήρχαν γύρω, δημιουργώντας ένα θερμό «κουκούλι» γύρω από τον πίδακα που ακτινοβολούσε με φως ακτίνων-Χ και ραδιοκυμάτων για πολλούς μήνες. Οι παρατηρήσεις ακτίνων-Χ συμφωνούν με δεδομένα ραδιοκυμάτων που καταγράφηκαν τον προηγούμενο μήνα από μια άλλη ομάδα επιστημόνων, οι οποίοι βρήκαν ότι αυτές οι εκπομπές από τη σύγκρουση συνέχισαν να φωτοβολούν κατά τη πάροδο του χρόνου.

Ενώ τα ραδιοτηλεσκόπια μπόρεσαν να παρακολουθήσουν την αναλαμπή κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου, τα οπτικά και τα ακτίνων-Χ παρατηρητήρια δεν μπόρεσαν να το παρατηρήσουν για περίπου τρεις μήνες, επειδή αυτό το σημείο του ουρανού ήταν πολύ κοντά στον Ήλιο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. «Όταν η πηγή αναδύθηκε σε αυτό το τυφλό σημείο στο ουρανό στις αρχές του Δεκεμβρίου, η ομάδα μας στο Chandra άδραξε την ευκαιρία να δει τι συνέβαινε», ανέφερε ο John Ruan, ένας μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Διαστήματος του McGill και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Και βέβαια, η αναλαμπή εμφανίστηκε να είναι φωτεινότερη στα μήκη κύματος των ακτίνων-Χ, όπως ακριβώς ήταν στα ραδιοκύματα».

Ο γρίφος στη Φυσική

Αυτό το αναπάντεχο μοτίβο ενεργοποίησε έναν προβληματισμό μεταξύ των αστρονόμων για να κατανοήσουν ποια φυσική περιγράφει αυτή την εκπομπή. «Αυτή η συγχώνευση άστρων νετρονίων είναι διαφορετική με οτιδήποτε έχουμε δει πριν», ανέφερε η Melania Nynka, μια άλλη μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο McGill και μια από τους συγγραφείς της μελέτης. «Για τους αστροφυσικούς, είναι ένα δώρο που φαίνεται να συνεχίζει να δίνεται».

Η συγχώνευση των άστρων νετρονίων ανιχνεύθηκε πρώτα από τα εγκατεστημένα στις ΗΠΑ LIGO στις 17 Αυγούστου, ενώ ο ευρωπαϊκός ανιχνευτής Virgo και κάπου 70 εδάφους και διαστημικά παρατηρητήρια βοήθησαν να επιβεβαιωθεί η ανακάλυψη. Αυτή η ανακάλυψη άνοιξε μια νέα εποχή στην αστρονομία. Επισήμανε την πρώτη φορά που επιστήμονες κατάφεραν να παρατηρήσουν ένα κοσμικό γεγονός τόσο με φωτεινά κύματα – η βάση της παραδοσιακής αστρονομίας – όσο και με βαρυτικά κύματα, τις πτυχώσεις στο χωρόχρονου που προβλέφτηκαν πριν από ένα αιώνα από την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Albert Einstein. Οι συγχωνεύσεις των άστρων νετρονίων, μεταξύ των πυκνότερων αντικειμένων στο σύμπαν, θεωρούνται πως είναι υπεύθυνες για την παραγωγή των βαρέων στοιχείων όπως ο χρυσός, η πλατίνα και ο άργυρος.

Πηγή: McGill University

Περισσότερα στη δημοσίευση: Brightening X-Ray Emission from GW170817/GRB 170817A: Further Evidence for an Outflow. The Astrophysical Journal Letters.