Az úgynevezett rövid gammavillanások (short gamma ray burst, sGRB) hátterében többnyire neutroncsillagok ütközése áll.
Kiderült, hogy két egyesülő neutroncsillag nem szükségszerűen alkot fekete lyukat.
Az úgynevezett rövid gammavillanások (short gamma ray burst, sGRB) hátterében többnyire neutroncsillagok ütközése áll. Ezek a források legfeljebb két másodpercig sugároznak gammatartományban, de több energiát szabadítanak fel, mint a Nap egész életében.
Amikor két neutroncsillag ütközik, elegendő tömeggel kell rendelkezniük ahhoz, hogy létrejöjjön egy fekete lyuk – feltéve, hogy nem veszítenek el az összeolvadás során túl sok anyagot.
A robbanásszerű összeolvadásokat követő utófénylés megfigyelése nehéz feladat.
A GRB 200522A jelű gammavillanás utófénylését a Hubble-űrtávcsőnek köszönhetően azonban sikerült észlelni. A forrás gyengülő sugárzása fontos üzenetet hordoz: bármennyire erőszakos események is ezek a robbanások, nem feltétlenül nevezhetők kataklizmának. Ebben az esetben egy erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillag, vagyis magnetár túlélhette az eseményt.
A gammavillanással kapcsolatos megfigyeléseiket Wen-Fai Fong (Northwestern University) és munkatársai az arXiv preprint portálon tették közzé. A szakcikket az Astrophysical Journal fogja közölni.
Furcsa kitörés
Elsőként a NASA Neil Gehrels Swift Obszervatóriuma észlelte a kitörést, amikor annak sugárzása 5,47 milliárd év űrbéli utazást követően elérte a Földet. Fong kutatócsoportja a Hubble-űrtávcsővel ismét megfigyelte az eseményt, és több földi obszervatórium is nyomon követte azt. Amikor összevetették az elektromágneses spektrum különböző tartományaiban gyűjtött adatokat – a rádiósugárzástól az infravörösön át a röntgenig –, a csoport tagjai eleinte nem tudták, mit is látnak.
Miután két neutroncsillag ütközik, az eredeti gammasugár-kitörést utófénylés követi, amelyet a lökéshullám sugároz. Amikor a lökéshullám megindul, a kirobbanó plazmából származó elektronok spirálvonalban megindulnak a hullám mágneses terét követve.
A kilonóvának nevezett robbanás megmagyarázza a többi gammavillanás utófénylésének nagy részét. Erre az esetre azonban nem alkalmazható: az esemény infravörös sugárzása tízszer nagyobb, mint várták.
„Az a tény, hogy észleljük ezt az infravörös sugárzást, és hogy ennyire erős, azt mutatja, hogy a rövid gammavillanások valóban neutroncsillagok összeolvadásából eredeztethetők.” – mondja Edo Berger (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian), a kutatócsoport tagja. „Meglepő módon azonban az ütközésnek nem egy fekete lyuk, hanem valószínűleg egy magnetár a végterméke.”
A túlélő: egy magnetár
A kutatók két lehetőséggel számolnak: az első szerint a neutroncsillagok ütközéséből született egy magnetár. A másik lehetőség az, hogy az ütközésből egy fekete lyuk keletkezett, amelyet egy plazmasugár kísér, ami relativisztikus sebességgel távolodik az ütközés helyétől, meglepően nagy szögben.
„Véleményem szerint a magnetár egyértelműbb magyarázatot ad a megfigyelt jelenségre.”
– mondja Maria Grazia Bernardini (Brerai Obszervatórium, Olaszország), aki nem vett részt a kutatásban.
A gammavillanásokkal foglalkozó kutató szerint valószínűtlen, hogy egy relativisztikus plazmasugár (jet) ilyen széles lenne; az ilyen jetek általában meglehetősen keskenyek. Emellett, teszi hozzá Fong kutatócsoportja, egy plazmasugár nem bocsátana ki megfelelő mennyiségű röntgensugárzást.
„A GRB 200522A lenyűgöző példája annak, hogy a rövid gammasugár-kitörések utófénylései még 15 évvel a felfedezésük után is tartogathatnak meglepetéseket.”
– mondja Bernardini.
Ha egy magnetár túlélte az ütközést, akkor még sokáig ott lesz. Fong és munkatársai szerint a mágneses maradványnak észlelhető rádiósugárzást kell kibocsátania.
„Ha észlelnénk, az nemcsak a két lehetséges magyarázat között döntene ebben a konkrét esetben, hanem a magnetár-forgatókönyv régóta keresett füstölgő puskacsövét is jelentené, és közvetlen bizonyítékot szolgáltatna egy gammavillanással kapcsolatban álló stabil magnetár létére.”
– mondja Bernardini.
csillagaszat
