Астрономы обнаружили столкновение необычных звезд в неожиданном месте

Обнаружено столкновение двух сверхплотных звезд в крошечной галактике, скрытой в огромном газовом потоке. Астрономы ранее никогда не наблюдали подобного взрывного явления в такой среде — и это может помочь разгадать две нерешенные космические загадки.

Об этом сообщают в NASA, передают последние OstanniPodii.com.

Нейтронные звезды — это звездные ядра, которые остаются после того, как звезда, намного тяжелее Солнца, исчерпывает свое топливо, коллапсирует и взрывается. Они небольшие (в диаметре всего около 20 километров), но немного массивнее Солнца, что делает их чрезвычайно плотными. Астрономы считают их одними из самых экстремальных объектов во Вселенной.

В последние годы астрономы собирали данные о столкновениях, или слияниях, пар нейтронных звезд внутри галактик среднего размера или крупных галактик. Однако это последнее открытие показывает, что столкновения нейтронных звезд могут происходить также внутри крошечной галактики.

«Обнаружение столкновения нейтронных звезд именно там, где мы его нашли, меняет правила игры», — сказала Симоне Дичиара из Университета штата Пенсильвания, возглавлявшая исследование. «Это может быть ключом к разгадке не одного, а двух важных вопросов в астрофизике».

Первая загадка, которую может объяснить это беспрецедентное место столкновения нейтронных звезд, — это тот факт, что гамма-всплески (GRB), которые могут образовываться в результате коллапса двух нейтронных звезд, иногда не появляются в ядре галактики или вообще ни в одной галактике. Другой вопрос, на который может дать ответ этот результат, — это то, как элементы, такие как золото и платина, были обнаружены в звездах, расположенных на большом расстоянии от центров галактик.

Это столкновение нейтронных звезд неожиданно обнаружено в крошечной галактике на расстоянии около 4,7 миллиарда световых лет от нас, которая встроена в поток газа, протяженностью около 600 000 световых лет. (Для сравнения: наша галактика Млечный Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет.) Этот поток, вероятно, образовался, когда группа галактик столкнулась сотни миллионов лет назад, сорвав газ и пыль с галактик и оставив их в межгалактическом пространстве.

«Мы обнаружили столкновение внутри столкновения», — сказала соавтор исследования Элеонора Троя из Римского университета в Италии. «Столкновение галактик спровоцировало волну звездообразования, которая в течение сотен миллионов лет привела к рождению и, в конечном итоге, столкновению этих нейтронных звезд».

Чтобы обнаружить событие, названное GRB 230906A, которое произошло 6 сентября 2023 года, астрономам понадобилось несколько телескопов NASA, в частности рентгеновская обсерватория «Чандра», космический гамма-телескоп «Ферми», обсерватория Нила Герелса Свифта и космический телескоп «Хаббл».

«Ферми» обнаружил столкновение нейтронных звезд, зафиксировав характерный сигнал взрыва гамма-всплеска, или GRB. Использовав Межпланетную сеть для определения предварительного местоположения источника «Ферми», астрономы затем воспользовались острым зрением «Чандры», «Свифта» и «Хаббла», чтобы точнее определить местонахождение объекта.

«Точная локализация рентгеновского излучения с помощью «Чандры» сделала это исследование возможным», — сказал соавтор Брендан О’Коннор, постдокторант в Университете Карнеги-Меллона. «Без этого мы не смогли бы связать вспышку с каким-либо конкретным источником. И когда «Чандра» указала нам, куда именно смотреть, чрезвычайная чувствительность «Хаббла» обнаружила крошечную, чрезвычайно тусклую галактику в этой точке. Мы смогли сделать это открытие только после того, как собрали все кусочки мозаики воедино».

Это открытие может объяснить, почему некоторые гамма-вспышки, как кажется, не имеют галактик-хозяев. Этот результат означает, что некоторые галактики-хозяева слишком малы и тусклы, чтобы их можно было увидеть на большинстве изображений в видимом свете, сделанных наземными обсерваториями.

Необычное расположение GRB 230906A также может помочь объяснить, как астрономы обнаружили такие элементы, как золото и платина, в звездах, находящихся на относительно больших расстояниях от галактик. Обычно считается, что такие звезды более древние и образовались из газа, у которого было меньше времени для обогащения тяжелыми элементами от взрывов сверхновых.

Благодаря цепочке ядерных реакций столкновение двух нейтронных звезд может привести к образованию тяжелых элементов, таких как золото и платина, что астрономы наблюдали во время хорошо задокументированного столкновения в 2017 году. События, подобные GRB 230906A, могут генерировать такие элементы и распространять их по окрестностям галактик, в конечном итоге появляясь в будущих поколениях звезд.

Альтернативным объяснением взрыва является то, что он расположен в гораздо более удаленной галактике, которая находится за группой галактик. Команда считает это менее вероятным объяснением, чем идея о крошечной галактике.

Статья с описанием результатов была опубликована в журнале «The Astrophysical Journal Letters».

• Нейтронные звезды