Yıldızlar galaktik bir ‘yıkım derbisinde’ çarpışarak eksantrik bir gama ışını patlamasıyla sonuçlanır – Ars Technica

Gökbilimciler Ekim 2019’da güçlü bir gama ışını patlaması (GRB) tespit ettiklerinde, bunun en muhtemel açıklaması, uzak bir galakside ölmekte olan devasa bir yıldızın bir süpernovada patlamasıydı. Ancak daha sonraki gözlemlerden elde edilen veriler, patlamanın eski bir galaksinin süper kütleli kara deliğinin yakınındaki yoğun nüfuslu bir bölgede yıldızların (veya kalıntılarının) çarpışmasıyla tetiklendiğini gösterdi. yeni yaprak Nature Astronomy’de yayınlandı. Böyle nadir bir olay varsayılmıştır, ancak bu, bir olay için ilk gözlemsel kanıttır.

Daha önce bahsedildiği gibi, gama ışını patlamaları uzak galaksilerde milisaniyeler ile birkaç saat arasında süren son derece yüksek enerjili patlamalardır. Gama ışını patlamalarının iki kategorisi vardır. Çoğu (yüzde 70), iki saniyeden uzun süren, genellikle parlak bir parıltıyla birlikte uzun patlamalardır. Bunlar genellikle hızlı yıldız oluşumuna sahip galaksilerle ilişkilendirilir. Gökbilimciler, uzun patlamaların, bir nötron yıldızı veya kara delik (veya alternatif olarak yeni oluşan bir magnetar) oluşturmak için çöken büyük yıldızların ölümüyle ilgili olduğuna inanıyor. Mini kara delik, ışık hızına yakın hareket eden, ata yıldızın kalıntılarını delmeye yetecek kadar güçlü ve X-ışınları ve gama ışınları yayan yüksek enerjili parçacıklardan oluşan jetler üretecek.

2 saniyeden daha az süren (yaklaşık yüzde 30) GRB’ler kısa patlamalar olarak kabul edilir ve genellikle çok az yıldız oluşumunun olduğu bölgelerden yayılırlar. Gökbilimciler, bu gama ışını patlamalarının iki nötron yıldızının birleşmesinden veya bir nötron yıldızının bir “kilonova” oluşturan bir kara delik ile birleşmesinden kaynaklandığına inanıyor.

NASA’nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi tarafından 2019’da tespit edilen bir gama ışını patlaması uzun menzilde. Ancak gökbilimciler, benzer bir süpernovaya dair kanıt bulamadıkları için şaşkına döndüler. “Gama ışını patlamaları için geleneksel sınıflandırma şemasına uyan her 100 olay için, bizi bir döngüye sokan en az bir garip top var.” ortak yazar Wen Fei Fong dedi, Northwestern Üniversitesi’nde bir astrofizikçi. “Ancak, evrenin yapabileceği inanılmaz çeşitlilikteki patlamalar hakkında bize en çok şey anlatan bu garip toplardır.”

İlginç bir şekilde, Fong ve meslektaşları, İskandinav Optik Teleskopları ve Hubble Uzay Teleskobu tarafından toplanan verilerle artırılan Gemini Uluslararası Gözlemevi’ni kullanarak, son kızıllığın solmasını izlediler. Afterglow, GRB’yi eski bir galaksinin çekirdeğinden sadece 100 ışıkyılı uzaklıkta, yani merkezindeki süper kütleli karadeliğe çok yakın bir bölgede bulmalarını sağladı. Patlamanın iki yıldızın veya yıldız kalıntılarının çarpışmasından kaynaklandığı sonucuna vardılar.

Bu önemlidir çünkü bir yıldızın ölümü için kütlesine bağlı olarak bilinen üç süreç vardır. Büyük yıldızlar bir süpernovada patlarken, güneşimizin kütlesine sahip bir yıldız dış katmanlarını atar ve sonunda bir beyaz cüceye dönüşür. Süpernovalardan (nötron yıldızları veya kara delikler) oluşan yıldız kalıntıları, ikili sistemler oluşturabilir ve sonunda çarpışabilir.

Şimdi dördüncü bir alternatifimiz var: eski galaksilerin yoğun bir şekilde paketlenmiş bölgelerinde yıldızlar çarpışabilir – bu, o kadar yoğun olmayan aktif galaksilerde çok nadir görülen bir olaydır. Eski bir galaksi, yalnızca birkaç ışık yılı çapındaki bir bölgede bir milyon yıldız içerebilir. Bu durumda, süper kütleli bir kara deliğe bu kadar yakın olmanın yerçekimi etkileri, bu yıldızların hareketlerini rastgele yönlerde hareket edecek şekilde değiştirecektir. Sonunda bir çarpışma olması kaçınılmazdır.

Aslında yazarlar, bu tür çarpışmaların o kadar da nadir olmayabileceğine dikkat çekiyor; Kadim galaktik merkezler hakkındaki görüşümüzü engelleyen tüm toz ve gazlar nedeniyle GRB’lerin ve ardıl parlamaların sinyallerini tespit edemiyoruz. Gökbilimciler gelecekte bu tür bir GRB ile bağlantılı olarak yerçekimi dalgası imzasını yakalayabilirlerse, bu onlara bu tür yıldız ölümü hakkında daha fazla bilgi verebilir.

“Bu yeni sonuçlar, yıldızların, çarpışmalara itilebilecekleri, evrenin daha yoğun bölgelerinden bazılarında ölümlerini karşılayabileceklerini gösteriyor.” ortak yazar Andrew Levan dedi, Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nde bir astronom. “Bu, yıldızların nasıl öldüğünü anlamak ve Dünya’da tespit edebileceğimiz yerçekimi dalgalarını yaratabilecek beklenmedik kaynaklar gibi diğer soruları yanıtlamak için heyecan verici.”

DOI: Doğa Astronomisi, 2023. 10.1038/s41550-023-01998-8 (DOI’ler hakkında).