För första gången har forskare registrerat i millimetervåglängdsljus en explosion orsakad av sammanslagningen av en
neutronstjärna med en annan stjärna ( en annan stjärna innebär att det inte var en sammanslagning med en annan neutronstjärna).
Det var vid Northwestern University och Radboud
University i Nederländerna teamet fanns som bekräftade denna explosion som en
av de mest energirika kortvariga gammablixtar (GRB) som någonsin observerats
och som lämnade efter sig en av det mest lysande efterglöd som någonsin registrerats.
Astrofysiker gjorde upptäckten med hjälp av Atacama
Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ett internationellt observatorium
som drivs av National Science Foundations National Radio Astronomy Observatory
(NRAO). ALMA-observatoriet ligger i Atacamaöknen på hög höjd i Chile och består
av 66 radioteleskop, vilket gör det till det största radioteleskopet i världen.
Se foto från vikipedia på hur Alma-teleskopanläggningen såg ut 2012.
"Den här korta gammablixten var den första gången vi observerade en sådan händelse med ALMA", säger Wen-fai Fong,
huvudforskare för ALMA-programmet i Northwestern. Efterglöd efter korta gammablixtrar
är väldigt svåra att registrera så det var spektakulärt att se den här händelsen och dess
starka sken. Efter att i många år ha observerat skurar av kortvariga
gammablixtar öppnar denna överraskande upptäckt ett nytt studieområde och
motiverar oss att söka fler av dessa med hjälp av ex ALMA säger Wen-fai
Fong.
De ljusstarkaste och mest energirika explosionerna i
universum är just dessa GRB:s. De kan avge mer energi på några sekunder än vår sol
kommer att avge under hela sin livstid. I den nya studien undersökte
astrofysiker GRB 211106A (namnet på denna gammablixt) som tillhör en GRB - underklass
som kallas kortvariga gammablixtar. Dessa utbrott skapar de tyngsta elementen i
universum, såsom platina och guld och dessa explosioner är resultatet av en
katastrofal sammanslagning av binära stjärnsystem som innehåller minst en
neutronstjärna.
"Dessa sammanslagningar är även källor till gravitationsvågor vilket gör dem till de främsta kosmiska källorna som kan observeras av gravitationsvågsobservationer och i ljusvåglängder", sa Fong. "Medan denna GRB inte observerades av något gravitationsvågsobservatorium kunde vi likväl mobilisera flera observatorier för att fånga dess ljus i millimeters-, radio- och röntgenvåglängderna."
Dessa sammanslagningar av en neutronstjärna och en
ordinär stjärna uppstår på grund av gravitationsvågor som tar bort
energi från de binära stjärnornas bana vilket får stjärnorna att i spiralform
närma sig varandra och slutligen kollidera, säger studiens huvudförfattare
Tanmoy Laskar, en Excellence Fellow vid Radboud University. Explosionen åtföljs
då av strålning som rör sig med nära ljusets hastighet. När något av denna strålning har riktning mot jorden observerar vi en kort puls av gammastrålning (en kortvarig
GRB). En kortvarig GRB varar vanligtvis bara några tiondelar av en sekund.
Efter att den avtaget letar forskare efter efterglöd ett strålningsutsläpp
orsakat av jetstrålars interaktion med omgivande gas.
Då GRB är mycket kortvariga är de svåra att
upptäcka. Endast ett halvt dussin kortvariga GRB har detekterats vid
radiovåglängder och hittills hade ingen detekterats på
millimetervåglängd. "Millimetervåglängden kan berätta om densiteten i
miljön runt GRB", säger Schroeder, studieförfattare och doktorand i Fongs
forskargrupp och tillägger.
"Och i kombination med röntgenstrålning kan det visa
explosionens energi. Detta då emission vid millimetervåglängder kan
detekteras under en längre tid än i röntgenstrålfält. Millimeteremissionen
också användas till att bestämma bredden på GRB-utkastet.
"Det som gör GRB 211106A så speciell är att det inte bara är det första kortvariga GRB som vi upptäckt i denna våglängd (millimetervåglängd)
utan också att millimeter- och radiodetektering gjorde att vi även kunde mäta
strålens öppningsvinkel", tillägger Rouco Escorial, studieförfattare och
postdoktor i CIERA.
GRB 211106A
inträffade när universum bara var 40 % av sin nuvarande ålder och ljuset var svagt.
Även om NASA: s Neil Gehrels Swift Observatory upptäckte explosionen under
röntgenobservation av skyn var galaxen där detta skedde omöjlig att upptäcka på
den våglängden, vilket gjorde att forskare inte kunde avgöra exakt var
explosionen inträffat.
NASA:s rymdteleskop Hubble upptäckte optiskt och
infrarött ljus från galaxen medan ALMA upptäckte millimeterljus från efterglöden.
Varje våglängd tillförde en ny dimension till forskarnas förståelse av detta GRB
och i synnerhet millimetervåglängdstrålningen var avgörande för att avslöja
mer om explosionen.
Forskningsresultatet kommer enligt forskarna att
publiceras i ett kommande nummer av Astrophysical Journal Letters.
