Вибух кілонової, який повинен був тривати менше двох секунд у 2021 році, затримався на небі цілих 50 секунд. Серія з п’яти публікацій у журналах nature and Nature Astronomy підсумовують дослідження цього незвичайного явища.
Протягом десятиліть астрономи вважали, що сплески гамма-променів бувають двох видів: довгих і коротких. Перші з них тривають довше і відповідають колапсу масивної зірки. Другі виникають при зіткненні двох нейтронних зірок з утворенням чорної діри. Це потужний, але короткий сплеск.
Але 11 грудня 2021 року космічні телескопи НАСА Swift і Fermi зафіксували вибух в галактиці, розташованій на відстані близько 1,1 млрд світлових років. Подія, яку назвали GRB 211211a, тривала більше 50 секунд, але при цьому явно супроводжувалася кілоновою, характерним світінням нових елементів, що утворилися після зіткнення нейтронних зірок.
Серія спостережень в оптичному діапазоні за джерелом сплеску. Зображення: SWIFT / NASA, B. CENKO
Спочатку дослідники припустили, що мова йде про класичну наднову, для якої характерні довгі сплески. Однак минав час, а сліди вибуху наднової не були виявлені в небі. Щобільше, дослідники фіксували набагато більше оптичного та інфрачервоного світла, ніж зазвичай для джерела довгого гамма-сплеску, курильного пістолета та гравітаційного збурення в просторі-часі. Всі ці ознаки вказували на те, що мова йде про кілонову — зіткненні нейтронних зірок.
У серії робіт вчені представили різні варіанти можливих розвитку подій:
- злиття нейтронних зірок в єдину велику нейтронну зірку, яка ненадовго чинила опір тиску, а згодом перетворилася на чорну діру;
- зіткнення нейтронної зірки з невеликою чорною дірою, маса якої приблизно в п’ять разів перевищує масу Сонця;
- злиття нейтронної зірки з білим карликом з утворенням магнетара.
Всі теорії представляються можливими і вимагають додаткової перевірки. Аналіз того, що спричинило це, може пролити світло на те, як утворюються важкі елементи у Всесвіті. Щоб дізнатися більше, вченим потрібно знайти більше таких сплесків гамма-променів, що руйнують бінарні системи, а також одночасно спостерігати за гравітаційними хвилями. Вчені вважають, це буде можливо, коли в 2023 році запрацює лазерна інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія.