Stjärnkollision mellan neutronstjärnor skedde därute.

 

Bild Röntgenljusbild: NASA/CXC/Penn State Univ./S. Dichiara; IR: NASA/ESA/STScI; Illustration: ERC BHianca 2026 / Fortuna och Dichiara, CC BY-NC-SA 4.0; Bildbehandling: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds

Neutronstjärnor är det som blir kvar efter att en stjärna som är mycket tyngre än solen får slut på bränsle, kollapsar inåt och  exploderar. De är små (bara ett dussin kilometer i diameter) men något mer massiva än solen vilket gör dem otroligt täta. Astronomer anser att de är några av de mest extrema objekten i universum.

Under senare år har astronomer samlat in data om kollisioner (sammanslagningar) av två neutronstjärnor inuti medelstora och stora galaxer. Denna senaste upptäckt visar dock att en kollision med neutronstjärnor inuti en liten galax.

”Att hitta en neutronstjärnkollision där vi gjorde det är banbrytande”, beskriver Simone Dichiara från Penn State University vilket var den som ledde studien. ”Det kan vara nyckeln till att några svar på olösta frågor inom astrofysik.”

Det första är om denna exempellösa plats för en neutronstjärnkollision kan förklara  det faktum att gammablixtar (GRB) kan komma ur kollapsen av två neutronstjärnor och är varför dessa strålar ses i en galax. Den andra frågan är om kollisioner av detta slag är anledningen till att grundämnen som guld och platina har hittats i stjärnor som ligger på stora avstånd från galaxers centrum.

Ovan  kollision är belägen i en liten galax, cirka 4,7 miljarder ljusår bort, inbäddad i en gasström som sträcker sig cirka 600 000 ljusår. (För att ge sen jämförelse är vår galax Vintergatan cirka 100 000 ljusår i diameter.) Gasströmmen skapades sannolikt när en grupp galaxer kolliderade för hundratals miljoner år sedan vilket avlägsnade gas och stoft från galaxerna och lämnade gasen kvar i den intergalaktiska rymden.

”Vi hittade en kollision inom en kollision”, beskriver medförfattaren Eleonora Troja från Roms universitet i Italien. ”Galaxkollisionen utlöste en våg av stjärnbildning som under hundratals miljoner år ledde till början på och slutligen kollisionen av dessa neutronstjärnor.”

För att upptäcka händelsen som kallas GRB 230906A, som inträffade den 6 september 2023, behövde astronomer NASA-teleskop som Chandra röntgenobservatorium, Fermi gammastrålteleskop, Neil Gehrels Swift-observatorium och Hubble-rymdteleskopet.

Fermiteleskopet upptäckte neutronstjärnkollisionen genom att fånga upp den distinkta signalen från en gammablixt. Efter att ha använt det interplanetära nätverket för att härleda en preliminär plats för Fermikällan behövde astronomerna sedan den skarpa skärpan från Chandra, Swift och Hubbleteleskopen för att mer exakt kunna lokalisera objektets plats. NASAs uppdrag är en del av ett växande, världsomspännande nätverk som följer dessa förändringar för att lösa mysterier om hur universum fungerar.

”Chandras exakta röntgenlokalisering gjorde denna studie möjlig”, beskriver medförfattaren Brendan O'Connor, McWilliams postdoktor vid Carnegie Mellon University. ”Utan den hade vi inte kunnat knyta galaxutbrottet till någon specifik källa. Och när Chandra väl visade  exakt var vi skulle titta, avslöjade Hubbles extraordinära känslighet den lilla, extremt svaga galaxen på den positionen. Vi kunde bara göra denna upptäckt efter att vi hade satt ihop alla bitar från skilda teleskop.”

Detta fynd kan förklara varför vissa gammablixtar inte verkar ha värdgalaxer. Detta resultat antyder att vissa värdgalaxer är för små och svaga för att synas i de flesta optiska ljusbilder från markbaserade observatorier.

Astronomer har aldrig sett den här typen av explosiv händelse i en miljö som denna förut och den kan bidra till att lösa två  kosmiska mysterier (se ovan). En artikel som beskriver studien publicerades idag i The Astrophysical Journal Letters . 

En blå vätgasbubbla har hittats därute med stjärnrester dolt inom sig

 

De flesta stjärnor i Vintergatan finns i binära system (dubbelstjärnsystem) par av stjärnor som kretsar kring varandra. Om de kommer för nära varandra kan sådana system utplånas (de krockar och förintas).

När stjärnor åldras expanderar de och om de är tillräckligt nära varandra kan en av stjärnorna svälja sin följeslagare. När följeslagaren tappar sin rörelseenergi kan dennas gas ge sig iväg i höga hastigheter. År 2004 upptäckte forskare med hjälp av NASA: s Galaxy Evolution Explorer ett objekt som inte liknade något de sett tidigare i Vintergatan. Ett stort gasmoln som verkade innehålla stjärnrester i sitt centrum.

Forskarna gav området Blue Ring Nebula. Det var en ring av vätgas med stjärnrester i centrum. Detta system anses vara en kvarlevan av två stjärnor som kolliderat. I det ultravioletta våglängfältet ses bubblan av gas som blå. Men i det synligt ljus är den osynlig.  

Under de kommande 16 åren studerades systemet med flera jord- och rymdbaserade teleskop. Ett team av forskare där bland annat Princeton Universitys Guðmund Stefánsson och Henry Norris Russell postdoktor i astrofysk , kombinerade markbaserade observationer med detaljerad teoretiska modeller för att undersöka objektet.

”Faktum är att  de spektroskopiska uppgifterna i kombination med teoretisk modellering visar att Blue Ring Nebula överensstämmer med bilden av ett sammangående av ett binärt stjärnsystem vilket tyder på att den inåtgående spiralkamraten troligen är en lågmassastjärna", säger Keri Hoadley, postdoktor vid Caltech.  Även om relikerna från några sådana binära sammanslagningshändelser har observerats tidigare har alla sådana föremål dolts av ogenomskinligt damm och gas vilket hindrat synen över egenskaperna hos de centralt belägna stjärnresterna.

Blue Ring Nebula är det enda objektet som möjliggör en fri utsikt över de centrala stjärnresterna vilket ger ett tydligt fönster i dess egenskaper och  ledtrådar om sammanslagningsprocesser i liknande system.

"Den blå ringnebulosan är ett sällsynt fenomen," sade Hoadley. ”Som sådant är det väldigt spännande att vi lyckades hitta den och vi är glada över möjligheten att hitta fler sådana moln i framtiden. Om så är fallet skulle det göra det möjligt för oss att få ytterligare inblick i resterna av stjärnfusioner och de processer som styr dem”.

Ännu en upptäckt som kan ge ny kunskap om vårt universums händelsekedjor (min anm.)

Bild pxfuel.com på hur det kanske kan se ut därute.