Di seberang alam semesta, sejauh 5,5 miliar tahun cahaya, sejumlah teleskop telah mencatatkan kilatan cahaya kilat sinar gamma pendek. Sangat serupa dengan letupan bintang kilonova.
Ahli astronomi cuba menghubungkan data dengan pelanggaran bintang neutron, yang direkodkan untuk pertama kalinya dalam sejarah pada tahun 2017.
Penemuan 2017, yang dikenali sebagai GW 170817, adalah kelebihan: sejumlah besar data pada pelbagai isyarat yang membantu kita memahami peristiwa dan mengenali apa yang kita lihat jika fenomena serupa muncul kembali.
Tetapi ada sesuatu tentang kilonova yang menyertai ledakan sinar gamma, yang disebut GRB 200522A, sangat berbeza dengan pelanggaran bintang neutron. Nyalaan api, yang dirakam oleh Teleskop Angkasa Hubble di inframerah dekat, sangat terang – 10 kali lebih terang daripada model pelanggaran bintang neutron yang diramalkan.
“Pemerhatian ini tidak sesuai dengan penjelasan tradisional untuk ledakan sinar gamma yang pendek,” kata ahli astronomi Wen-fay Fong dari Northwestern University.
“Mengingat apa yang kita ketahui mengenai radio dan sinar-X dari letupan ini, ini bukan perlanggaran. Sinaran inframerah dekat yang kami dapati dengan Hubble terlalu terang. '
Sinaran pertama kali dikesan oleh Neil Gerels Swift Observatory NASA, teleskop ruang angkasa yang dirancang untuk mengesan pecah sinar gamma. Sebaik sahaja amaran itu diterima, teleskop ruang dan daratan yang lain mulai menyala ke lokasi letupan.
Susunan yang sangat besar, W.M. Jaringan teleskop global Observatorium Keck dan Observatorium Las Cumbres berfungsi untuk mendapatkan profil elektromagnetik suatu peristiwa dari gelombang radio hingga sinar-X. Mereka menunjukkan bahawa itu adalah ledakan sinar gamma pendek – sejenis letupan yang berlangsung kurang dari dua saat yang berkaitan dengan penggabungan bintang neutron.
Tetapi Teleskop Angkasa Hubble, yang mengamati fenomena inframerah dekat, telah mengubah pemikiran para saintis.
“Ketika data masuk, kami membentuk gambaran mekanisme pemancar cahaya yang kami lihat,” kata ahli astronomi Tanmoy Laskar dari University of Bath di UK.
“Kami harus mengubah proses pemikiran kami sepenuhnya kerana maklumat yang ditambahkan oleh Hubble membuat kami menyedari bahawa kami mesti meninggalkan pemikiran tradisional dan menganggap bahawa fenomena baru sedang berlaku. Kemudian kami harus memikirkan apa makna letupan yang sangat kuat ini bagi fizik. '
Pertembungan dua bintang neutron – teras bintang mati yang runtuh – adalah peristiwa penting. Bintang-bintang Neutron kecil dan padat, kira-kira 1,1 hingga 2,5 kali jisim Matahari, tetapi dimasukkan ke dalam sfera yang hanya 20 kilometer.
Apabila mereka bertembung, mereka melepaskan sejumlah besar tenaga dalam bentuk letupan bintang kilonova 1.000 kali lebih terang daripada nova biasa. Ini disertai dengan ledakan sinar gamma bertenaga tinggi dari jet bahan yang dikeluarkan bergerak pada kelajuan yang hampir dengan kelajuan cahaya.
Kilonova itu sendiri adalah cahaya dalam jarak gelombang optik dan inframerah yang disebabkan oleh pelanggaran radioaktif unsur berat. Ahli astronomi percaya bahawa dua bintang neutron dalam GW 170817 telah bergabung untuk membentuk lubang hitam. Para penyelidik percaya bahawa kecerahan jarak dekat inframerah GRB 200522A menunjukkan bahawa dua bintang neutron telah bergabung untuk membentuk sesuatu yang lain: magnetar.
Magnetar adalah sejenis bintang neutron, tetapi mempunyai medan magnet yang sangat kuat – kira-kira 1000 kali lebih kuat daripada bintang neutron purata.
Magnetar sangat jarang berlaku; hanya 24 yang ditemui sehingga kini di Bima Sakti. Oleh kerana itu, agak sukar bagi kita untuk memahami bagaimana mereka muncul. Sekiranya dua bintang neutron yang berkaitan dengan GRB 200522A membentuk magnetar, ini memberi kita mekanisme baru di mana bintang-bintang ekstrem ini dapat muncul.
“Kami tahu magnetar wujud kerana kita melihatnya di galaksi kita,” kata Fong.
“Kami fikir kebanyakannya terbentuk oleh letupan dari bintang besar, meninggalkan bintang neutron yang sangat magnet. Walau bagaimanapun, ada kemungkinan sebahagian kecil dari mereka terbentuk ketika bintang-bintang neutron bergabung. Kami tidak pernah melihat bukti ini sebelumnya. '
Sehingga kini, hanya satu kilonova, GW 170817, telah disahkan dan dicirikan dengan baik.
Tetapi kajian baru adalah langkah menuju pengkatalogan kemungkinan bintang kilon dan memahami julat hasil dari perlanggaran dua bintang neutron.
Kajian ini diterima untuk diterbitkan dalam The Astrophysical Journal dan boleh didapati di arXiv.
Sumber: Foto: (NASA, ESA, dan D. Pemain / STScI)
