Gökbilimciler, kısa gama ışını patlamalarının (GRB’ler) arşiv gözlemlerini taradılar ve birleşen iki nötron yıldızının, daha sonra bir kara deliğe çöken süper ağır bir nötron yıldızına hızlı evrimini tespit ettiler.
Tüm bu süreç saniyenin çok küçük bir kısmı kadar sürdü, bir blog yazısı NASA’dan açıklıyor ve bize nötron yıldızlarının geçici doğası ve devasa kara deliklerin evrimi hakkında çok şey öğretebilir.
İki nötron yıldızı bir kara delik oluşturmak için birleşiyor
Gama ışını patlamaları en güçlüsüdür. ve enerjik patlamalar insanlar tarafından tanık olundu ve Big Bang’den bu yana en güçlü oldukları düşünülüyor. Bu arada bir nötron yıldızı, devasa bir yıldızın yakıtı bittiğinde ve kendi üzerine çökerek inanılmaz derecede yoğun, kompakt bir yıldız oluşturduğunda oluşur. Belirli bir kütlenin üzerinde, tipik olarak güneşimizden daha büyük bir kütleyi Manhattan’ın boyutuna sığdıran nötron yıldızları kara deliklere çöker.
Bilim adamları, NASA’nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi, Fermi Gamma-ray Uzay Teleskobu ve Compton Gamma Ray Gözlemevi tarafından tespit edilen 700 kısa GRB’de GRB sinyallerini aradılar. Compton, 2000 yılında Dünya atmosferinde yörüngeden çıkarıldığı ve yakıldığı için artık mevcut değil.
Araştırmacılar, 1990’ların başında Compton tarafından gözlemlenen iki nötron yıldızının çarpıştığını ve sonunda iki patlamada bir kara delik oluşturduğunu gösteren gama ışını modellerini buldular.
UMCP’de astronomi profesörü ve bir ortak olan Cole Miller, “Kısa GRB’lerin yörüngedeki nötron yıldızları çarpıştığında oluştuğunu ve sonunda bir kara deliğe dönüştüklerini biliyoruz, ancak olayların kesin sırası iyi anlaşılmadı” dedi. – makalenin yazarı. “Bir noktada, yeni oluşan kara delik, ışığın en yüksek enerjili formu olan yoğun bir gama ışınları parlaması yayan hızlı hareket eden parçacıklardan oluşan bir jetle patlıyor ve bunun nasıl geliştiği hakkında daha fazla şey öğrenmek istiyoruz.”
NASA’ya göre, mega nötron yıldızları dakikada yaklaşık 78.000 kez dönüyor, yani şimdiye kadar gözlemlenen en hızlı pulsar olan J1748-2446ad’ın hızını neredeyse iki katına çıkarıyorlar. Bu hızlı dönüş, daha fazla çökmeye karşı kendilerini çok kısa süreliğine desteklemelerini sağlar. Ancak, bir kara deliğe dönüşmeden önce yalnızca saniyenin onda birkaçı için var olurlar.
Gelecekteki yerçekimi dalgası dedektörleri nötron yıldızlarına yeni ışık tutacak
Kısa GRB’ler genellikle iki saniye kadar kısa bir süre parlarlar, ancak o kadar güçlüdürler ki, bir milyar ışıkyılı öteden tespit edilebilirler. Bu arada birleşen nötron yıldızları, Dünya’daki yer tabanlı gözlemevleri tarafından tespit edilebilen yerçekimi dalgaları üretir.
Araştırmacılar, bilgisayar simülasyonları sayesinde, nötron yıldızı birleşirken yerçekimi dalgalarının frekansında beklenen bir değişikliği GRB gözlemlerine uygulayabileceklerini öğrendiler. Bu, çoğu yerçekimi dalgası gözlemevi için çok sönük olan birleşen yıldızları tespit etmelerini sağladı. Bu devasa birleşen yıldızları ortadan kaldıran iki kısa GRB, 11 Temmuz 1991 ve 1 Kasım 1993’te meydana geldi.
2030’lara gelindiğinde yerçekimi dalgası gözlemevlerinin çok daha hassas olması bekleniyor; nötron yıldızlarının. O zamana kadar, bilgisayar simülasyonlarıyla eşleştirilmiş gama ışını gözlemleri, kozmik nesneler hakkında en derin bilgileri sağlıyor.
Bulgular ayrıntılı olarak Kağıt dergide Doğa.
Çalışma özeti:
Kısa gama ışını patlamaları (GRB’ler), hem yerçekimi dalgalarında hem de çok bantlı elektromanyetik spektrumda1 gözlenen çok haberci astronomik olaylar olan ikili nötron yıldızı birleşmeleriyle ilişkilendirilir. İkilideki yıldızların kütlelerine ve büyük ölçüde bilinmeyen durum denklemlerinin ayrıntılarına bağlı olarak, birleşmeden sonra dinamik olarak gelişen ve kısa ömürlü bir nötron yıldızı oluşabilir ve bir kara deliğe çökmeden önce yaklaşık 10-300 ms var olabilir2 3. Farklı gruplardaki sayısal görelilik simülasyonları, birleşme sonrası yerçekimi dalgası sinyalinde4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14, 1–5 kHz aralığında sürekli olarak geniş güç spektral özellikleri gösterir. mevcut yerçekimi dalgası dedektörleri tarafından erişilemez, ancak gelecek on yıl içinde gelecekteki üçüncü nesil yer tabanlı dedektörler tarafından görülebilir15,16,17. Bu, bir kara deliğe son çöküşünden kısa bir süre önce bir nötron yıldızının oluştuğu olayların bir alt kümesinde yayılan gama ışınlarının yarı periyodik modülasyon olasılığını ima eder18,19,20,21. Burada, sayısal görelilikten gelen tahminlerle uyumlu olan arşiv Patlaması ve Geçici Kaynak Deneyi (BATSE) verilerinden kısa patlamalar GRB 910711 ve GRB 931101B’de tanımlanan bu tür iki sinyali sunuyoruz.
