"Идеална експлозия" предизвика изумление

А строноми наблюдаваха "идеална експлозия" - колосално и напълно сферично космическо огнено кълбо, предизвикано от сливането на две много плътни неутронни звезди, малко преди да образуват черна дупка, предаде Ройтерс. 

Изследователите описаха за първи път в сп. "Нейчър" контурите на вида експлозия, наречена килонова, която възниква при сливането на неутронни звезди. Бързо разширяващото се огнено кълбо от светеща материя се разминава с техните очаквания.

Видео от сблъсъка вижте ТУК

Двете неутронни звезди с обща маса около 2,7 пъти по-голяма от тази на на Слънцето, са обикаляли една около друга милиарди години, преди да се сблъскат с висока скорост и да експлодират. Това се е развило в галактика, наречена NGC 4993, на около 140-150 милиона светлинни години от Земята в посока на съзвездието Хидра. Светлина година е разстоянието, което светлината изминава за една година - 9,5 трилиона км.

A perfectly spherical explosion, called a kilonova, that followed the merger of two very defense objects called neutron stars that was observed 140-150 million light-years away from Earth. Illustration by Albert Sneppen/@Reuters

#astronomy #science #physics #galaxy pic.twitter.com/zGHUjpeVMx

— Ian Hinchliffe (@ianpiced) February 16, 2023

Съществуването на експлозии на килонови е предложено през 1974 г. и потвърдено през 2013 г., но как изглеждат те, не е било известно до откриването на тази през 2017 г. и интензивното й изучаване.

"Това е съвършена експлозия в няколко аспекта. Тя е красива, както от естетическа гледна точка, в простотата на формата, така и в своето физическо значение", обяснява  астрофизикът Алберт Снепен от Центъра "Космическа зора" в Копенхаген, водещ автор на на изследването. 

"От естетическа гледна точка цветовете, които килоновата излъчва, доста буквално приличат на слънце - освен, разбира се, че са на няколко стотици милиони пъти по-голяма площ. От гледна точка на физиката,  тази сферична експлозия съдържа необикновени процеси, които са в основата на това сливане", добавя Снепен.

Изследователите са очаквали, че експлозията може би ще изглежда като светещ сплескан диск вероятно със струя от материал, излизащ от него. 

Наблюдаваме две лунни и две слънчеви затъмнения през 2023 г.​

"Честно казано, ние наистина се връщаме към чертожната дъска с това", казва астрофизикът от Центъра "Космическа зора" и съавтор на изследването Дарак Уотсън.

"Като се има предвид екстремното естество на физическите условия - далеч по-екстремни от ядрената експлозия, например с плътност, по-голяма от тази на атомното ядро, температури от милиарди градуси и магнитни полета, достатъчно силни, за да изкривят формите на атомите - тук може да има фундаментална физика, която все още не разбираме", добавя Уотсън.

Astronomers have discovered a binary-star system that is doomed to end in a “kilonova” explosion, reports @sipappas for @livescience.https://t.co/mlK49O9OTd

— Quanta Magazine (@QuantaMagazine) February 7, 2023

Килоновата е изследвана с помощта на Много големия телескоп на Европейската южната обсерватория в Чили.

Двете неутронни звезди са започнали живота си като масивни нормални звезди в бинарна система. Всяка от тях се е взривила и след като е изчерпила заряда си, е оставила след себе си малко и плътно ядро с диаметър около 20 км, но съдържащо повече маса от Слънцето. Много постепенно те са се приближили една към друга, като са се въртели на бързи обороти. Всяка от тях се е разтягала и разкъсвала в последните секунди преди сливането поради силата на гравитационното поле на другата. Вътрешните им части са се сблъскали при около 25 процента от скоростта на светлината, създавайки най-интензивните магнитни полета във Вселената. Експлозията е освободила яркост колкото около милиард слънца за няколко дни.

Двете за кратко образуват една масивна неутронна звезда, която след това се срива и образува черна дупка - още по-плътен обект с толкова силна гравитация, че дори светлината не може да се измъкне.

Телескоп в Чили засне възхитителна снимка на съзвездието "Змия"​

Междувременно външните части на неутронните звезди са се разтеглили на дълги струи, като част от материала е изхвърлен в пространството. По време на този процес плътността и температурата са били толкова интензивни, че са се образували тежки елементи, включително злато, платина, арсен, уран и йод.

Изследователите предлагат няколко хипотези за обяснение на сферичната форма на експлозията -  енергията, освободена от огромното магнитно поле на краткотрайната единична неутронна звезда или ролята на загадъчните  частици, наречени неутрино.

"Това е фундаментално изумително и вълнуващо предизвикателство за всички теоретици и числени симулации", казва Снепен.