فیلم جدید باورنکردنی از برخورد دو ستاره که قبلاً ندیده‌ایم را ثبت می‌کند

پیامدهای یک برخورد حماسی شامل حداقل یک ستاره نوترونی برای اولین بار در محدوده میلی متری طول موج فرکانس رادیویی گرفته شده است.

نتیجه ضبط یک گاما کوتاه مدت است. انفجار پرتو – یکی از پرانرژی‌ترین تابش‌هایی که تاکنون مشاهده شده، و یکی از درخشان‌ترین درخشش‌های ماندگاری که تاکنون دیده‌ایم. داده‌ها می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا درباره این رویدادهای شدید و تأثیر آنها بر فضای اطراف خود بیشتر بیاموزند.

و یک تایم لپس باورنکردنی از این رویداد وجود دارد، که به نظر می رسد نور آن حدود ۶ تا ۹ میلیارد سال نوری در سراسر کیهان سفر کرده است، تا توسط میلی متر/زیر میلی متر بزرگ آتاکاما گرفته شود. آرایه (ALMA) در نوامبر ۲۰۲۱.

“این انفجار کوتاه پرتو گاما اولین باری بود که سعی کردیم چنین رویدادی را با ALMA مشاهده کنیم.” فیزیکدان ون فای فونگ از دانشگاه نورث وسترن گفت.

“دستیابی به پس‌درخشش‌های انفجارهای کوتاه بسیار دشوار است، بنابراین تماشای این رویداد بسیار درخشان بود. پس از سال‌ها مشاهده این انفجارها، این کشف شگفت‌انگیز حوزه جدیدی از مطالعه را باز می‌کند. همانطور که ما را برمی انگیزد تا در آینده بسیاری از این موارد را با ALMA و دیگر آرایه های تلسکوپ مشاهده کنیم.”

انفجارهای تابش گاما قوی ترین انفجارهای شناخته شده در جهان هستند. تنها در ۱۰ ثانیه، یک انفجار پرتو گاما می تواند انرژی بیشتری نسبت به ستاره ای مانند خورشید که در ۱۰ میلیارد سال منتشر می کند، ساطع کند.

و آنها مهم هستند. همانطور که در اولین برخورد ستاره نوترونی مشاهده شده دیدیم، این در انفجارهایی مانند این است. که عناصر سنگین تر از آهن ساخته می شوند و به کائنات پرتاب شد. حلقه طلایی که به انگشت خود می زنید محصول فاجعه شدید ستاره ای است.

ما می دانیم که برخورد ستاره های نوترونی نوعی انفجار پرتو گاما را ایجاد می کند که به نام کوتاه شناخته می شود. -دوره انفجار پرتو گاما یا SGRB. این فقط میلی‌ثانیه‌ها طول می‌کشد و با برخورد پرتاب‌کننده‌ی انفجار به گاز محیط بین‌ستاره‌ای و برهم‌کنش با آن، درخشش پس‌درخششی از خود به جای می‌گذارند.

معمولاً، این SGRB‌ها در طول موج‌های رادیویی مشاهده نمی‌شوند، که می‌تواند باعث ایجاد آن شود. تفسیر آنها کمی دشوار است.

“این انفجارها در کهکشان های دور اتفاق می افتد، به این معنی که نور آنها برای تلسکوپ های ما روی زمین بسیار ضعیف است.” اخترفیزیکدان تانموی لاسکار از دانشگاه رادبود در هلند توضیح داد.

“قبل از ALMA، تلسکوپ های میلی متری به اندازه کافی حساس نبودند تا این پستابش ها را تشخیص دهند.”

تایم لپس رویداد ثبت شده توسط ALMA. (T. Laskar، S. Dagnello، ALMA [ESO/NAOJ/NRAO])

از آنجا که این رویداد خاص، به نام GRB 211106A، بسیار دور بود، چنین نبود. توسط ابزارهای نجوم موج گرانشی فعلی ما قابل تشخیص است. پرتوهای پرانرژی ایکس همراه با انفجار کوتاه توسط رصدخانه نیل گرلز سویفت ناسا گرفته شد.

اما، کهکشان هایی به دوردست میزبان GRB 211106A در طول موج پرتو ایکس قابل تشخیص نیستند – و غبار در این منطقه به این معنی بود که مشاهدات نوری هابل در تعیین دقیق منبع بهتر نبود.

به همین دلیل، دانشمندانی که فقط با انفجار پرتو ایکس کار می کردند، فکر می کردند که محل انفجار است. نسبتا نزدیک بنابراین آنها به ALMA روی آوردند، اولین باری که از طول موج های میلی متری برای مشاهده و زمینه سازی یک رویداد انفجار پرتو گاما استفاده شد.

“مشاهدات هابل یک میدان بدون تغییر از کهکشان ها را نشان داد.” لاسکار گفت.

“حساسیت بی نظیر ALMA به ما این امکان را داد که مکان را دقیقا مشخص کنیم. از GRB در آن میدان با دقت بیشتری، و معلوم شد که در یک کهکشان کم نور دیگر، که دورتر است.

“این به نوبه خود به این معنی است که این انفجار پرتو گاما کوتاه مدت است. حتی قوی‌تر از آنچه در ابتدا فکر می‌کردیم، و آن را به یکی از درخشان‌ترین و پرانرژی‌ترین نمونه‌های تاریخ تبدیل می‌کند.”

When ستارگان نوترونی با هم برخورد می کنند، نتیجه تماشایی است: انفجاری همراه با فواره های مواد که با درصد قابل توجهی از سرعت نور به بیرون فوران می کنند. اگر خوش شانس باشیم، آن ها جت ها به گونه ای جهت دهی شده اند در یک کم و بیش به سمت ما هدایت می شود، به طوری که ما فوران را به صورت یک انفجار پرتو گاما می بینیم.

مشاهدات طول موج میلی متری به محققان اجازه داد برخی از ویژگی های کلیدی GRB 211106A را اندازه گیری کنند. یعنی زاویه باز شدن جت، که می تواند برای استنتاج نرخ SGRB ها در جهان و اندازه گیری دقیق تر انرژی GRB استفاده شود.

” طول موج‌های میلی‌متری می‌توانند در مورد چگالی محیط اطراف GRB به ما بگویند، اخترشناس Genevieve Schroeder از دانشگاه نورث وسترن گفت.

“و هنگامی که ترکیب شوند. با استفاده از اشعه ایکس، آنها می توانند در مورد انرژی واقعی انفجار به ما بگویند.چون انتشار در طول موج های میلی متری را می توان برای مدت طولانی تری نسبت به اشعه ایکس تشخیص داد، انتشار میلی متری نیز می تواند برای تعیین عرض GRB استفاده شود. جت.”

محققان دریافتند که GRB 211106A دارای برخی خواص غیرعادی، هم در کهکشان میزبان و هم در مشخصات پرانرژی آن است.

این در نهایت نشان می دهد که تنوع بیشتری در کهکشان وجود دارد. ویژگی های SGRBs از آنچه در حال حاضر در نظر گرفته شده است، به این معنی که ادامه مشاهده و طبقه بندی این رویدادها ضروری است.

بنابراین، اگرچه این ممکن است اولین حمله میلی متری به این انفجارهای باورنکردنی باشد، اما بعید است آخرین آن باشد.

“ALMA از نظر توانایی هایش در طول موج های میلی متری زمین بازی را در هم می شکند و ما را قادر می سازد تا برای اولین بار جهان ضعیف و پویا را در این نوع نور ببینیم.” Fong گفت.

“پس از یک دهه مشاهده GRB های کوتاه، واقعاً شگفت انگیز است که شاهد قدرت استفاده از این فناوری های جدید برای باز کردن هدایای شگفت انگیز از کیهان باشیم.”

این تحقیق در The Astrophysical Journal Letters پذیرفته شده است و در arXiv موجود است.