Зафиксированно слияние нейтронных звезд с помощью обсерватории ALMA.

Ученые, использующие Atacama Large Millimeter /submillimeter Array (ALMA), впервые зарегистрировали свет с миллиметровой длиной волны от «огненного взрыва, вызванного слиянием нейтронной звезды с другой звездой». В дополнение к невероятному наблюдению, команда также подтвердила, что вспышка света, вызванная слияние звезд является одним из самых энергичных кратковременных гамма-всплесков, когда-либо наблюдавшихся, «оставляя после себя одно из самых ярких послесвечений за всю историю наблюдений». 

Гамма-всплески (GRB) являются самыми энергичными взрывами во Вселенной и могут излучать больше энергии за несколько секунд, чем Солнце будет излучать за весь свой срок службы. GRB 211106A является частью подкласса GRB, известного как кратковременные гамма-всплески. Ученые полагают, что ГАММА-всплески создают одни из самых тяжелых элементов во Вселенной.  

Гамма-всплески, которые возникают в результате «катастрофического» слияния двойных звездных систем, включая нейтронную звезду, «происходят из-за гравитационного волнового излучения, которое удаляет энергию с орбит двойных звезд, заставляя звезды вращаться по спирали навстречу друг другу», — сказал Танмой Ласкар. Ласкар скоро начнет работать ассистентом профессора физики и астрономии в Университете Юты. «В результате взрыва образуются струи, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света. Когда одна из этих струй направлена на Землю, мы наблюдаем короткий импульс гамма-излучения или кратковременный ГАММА-всплеск», — продолжил Ласкар.

Кратковременные ГАММА-всплески длятся всего несколько десятых секунды. После короткого взрывного события ученые ищут послесвечение, которое представляет собой излучаемый свет, вызванный взаимодействием энергетических струй с окружающим газом. Их трудно обнаружить и наблюдать. Только около полудюжины кратковременных ГАММА-всплесков были обнаружены с использованием радиоволн, и до нового, важного наблюдения они были обнаружены только с использованием миллиметровых длин волн. Ласкар, который руководил исследованием в качестве отличника в Университете Радбуда в Нидерландах, объяснил: «Кратковременные послесвечения GRB очень яркие и энергичные. Но эти взрывы происходят в далеких галактиках, что означает, что свет от них может быть довольно слабым для наших телескопов на Земле. До ALMA миллиметровые телескопы не были достаточно чувствительны, чтобы обнаружить эти послесвечения. 

Это наблюдение также позволило исследователям измерить угол раскрытия струи. Руко Эскориал, соавтор исследования и аспирант Центра междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA) Северо-Западного университета, сказал: «Миллиметровый и радиодиапазоны предоставили нам информацию, необходимую для измерения угла раскрытия струи. Это важно для определения реальных скоростей коротких ГАММА-всплесков в нашей вселенной и сравнения их со скоростями слияния двойной нейтронной звезды или нейтронной звезды и черной дыры.

GRB 211106A довольно далека и слаба, поскольку возникла, когда возраст Вселенной составлял около 40% от ее нынешнего возраста. Свет от кратковременного гамма-всплеска был настолько слабым, что, хотя обсерватория НАСА имени Нила Герлса Свифта действительно видела взрыв с помощью рентгеновского наблюдения, она не смогла наблюдать галактику-хозяина на этой длине волны, а это означает, что ученые не смогли точно определить источник взрыва. Послесвечение важно для определения местоположения источника взрыва такого типа. Космический телескоп «Хаббл» также мало чем мог помочь, так как в этом районе было слишком много пыли, которая скрывала объект от обнаружения.