Ligi sajandi on astronoomid uurinud suure huviga supernoove. Need imelised sündmused toimuvad siis, kui täht siseneb oma eluea lõppfaasi ja variseb kokku või kui selle välistest kihtidest kaasnev täht eemaldab punkti, kus see läbib tuuma kokkuvarisemise. Mõlemal juhul põhjustab see sündmus tavaliselt massist materjali, mis on meie Päikese massist paar korda suurem.
Rahvusvaheline teadlaste meeskond oli hiljuti tunnistajaks supernoovale, mis oli üllatavalt nõrk ja lühike. Nende tähelepanekud näitavad, et supernoova põhjustas nähtamatu kaaslane, tõenäoliselt neutronitäht, mis riisus kaaslase materjali, põhjustades selle kokkuvarisemise ja supernoova minema. Seetõttu on see esimene kord, kui teadlased on näinud kompaktse neutronitähe binaarsüsteemi sündi.
Hiljuti ilmus ajakirjas uurimus pealkirjaga “Kuum ja kiire ultraribaline supernoova, mis tõenäoliselt moodustas kompaktse neutronitähe binaari” Teadus. Uuringut juhtis Caltechi astrofüüsika osakonna magistrant Kishalay De ning uuringusse kaasati NASA Goddardi kosmoselennukeskuse ja reaktiivmootorite laboratooriumi, Weizmanni teadusinstituudi, Max Plancki astrofüüsika instituudi, Lawrence Berkeley riikliku laboratooriumi liikmed. ning mitmed ülikoolid ja observatooriumid.
Meeskonna uurimistöö viidi läbi peamiselt Mansi Kasliwali laboris, kes on Caltechi astronoomia abiprofessor ja uuringu kaasautor. Ta on ka Caltechi juhitud observatooriumide globaalse relee vaatlejate transientide juhtumise (KASVU) (GROWTH) projekti - rahvusvahelise astronoomilise koostöö - uurija, mis on keskendunud mööduvate (lühiajaliste) sündmuste - st supernoovade, neutronitähtede, musta - füüsika uurimisele. aukude ühinemised ja maapealsed asteroidid.
Uuringu huvides vaatas meeskond supernoova sündmust, mida tuntakse iPTF 14gqr nime all, mis ilmnes spiraalse galaktika äärelinnas umbes 920 miljoni valgusaasta kaugusel Maast. Vaatluste käigus märkasid nad, et supernoova tulemusel eraldus suhteliselt tagasihoidlik ainekogus - umbes viiendik Päikese massist. See oli üsna üllatus, nagu Kasliwali hiljutises Caltechi pressiteates märkis:
„Me nägime selle tohutu tähe tuuma kokkuvarisemist, kuid nägime, et see oli välja paisatud märkimisväärselt vähe. Me nimetame seda ülilibaliseks ümbrikuks supernoovaks ja on juba ammu ennustatud, et need on olemas. See on esimene kord, kui oleme veenvalt näinud massiivse tähe tuuma kokkuvarisemist, millel pole nii ainet. "
See sündmus oli ebaharilik, sest tähtede varisemiseks peavad nende tuumad olema eelnevalt ümbritsetud tohutute kogustega materjaliga. See tõstatas küsimuse, kuhu tähtede kadunud mass oleks võinud minna. Vaatluste põhjal tegid nad kindlaks, et kompaktne kaaslane (kas valge kääbus või neutronitäht) peab selle aja jooksul ära viskama.
See stsenaarium viib I tüüpi supernoovade tekkele binaarsüsteemis, mis koosneb neutronitähest ja punasest hiiglasest. Sel juhul ei suutnud meeskond märgata neutronitähe kaaslast, vaid põhjendas seda sellega, et see pidi olema moodustunud koos teise tähega orbiidil, moodustades seega algset kahendsüsteemi. Tegelikult tähendab see seda, et jälgides iPTF 14gqr, nägi meeskond kahest kompaktsest neutronitähest koosneva binaarsüsteemi sündi.
Veelgi enam, asjaolu, et need kaks neutrontähte on nii lähestikku, tähendavad, et nad ühinevad lõpuks sündmusega, mis sarnaneb 2017. aastal aset leidnud sündmusega. Tuntud kui “kilonova sündmus”, oli see ühinemine esimene kosmiline sündmus, mis vaadatuna nii gravitatsiooni- kui ka elektromagnetilistes lainetes. Järelvaatused osutasid ka sellele, et ühinemise tagajärjel tekkis tõenäoliselt must auk.
See loob võimalused tulevasteks uuringuteks, mille käigus jälgitakse iPTF 14gqr, et näha, kas mõni teine kilonova sündmus annab tulemuse ja loob uue musta augu. Lisaks oli tõsiasi, et meeskond suutis sündmust üldse jälgida, üsna õnnelik, arvestades, et need nähtused on nii haruldased (moodustavad vaid 1% supernoova sündmustest) kui ka lühiajalised. Nagu De selgitas:
„Supernoova varajase faasi tõeline kajastamiseks vajate kiireid mööduvaid uuringuid ja hästi koordineeritud astronoomide võrku kogu maailmas. Ilma lapsekingades olevate andmeteta ei oleks me võinud järeldada, et plahvatus pidi tulema massiivse tähe varisevast südamikust, mille ümbris on umbes 500-kordne päikese raadius. ”
Esmalt tuvastas sündmuse Palomari observatoorium osana vahepealsest Palomari siirdetehasest (iPTF) - teaduslikust koostööst, kus kogu maailma observatooriumid jälgivad kosmoses lühiajalisi kosmilisi sündmusi, näiteks supernoovad. Tänu öistele uuringutele iPTF-i kaudu suutis Palomari teleskoop iPTF 14gqr märgata üsna varsti pärast supernoovasse minekut.
Koostööga tagati ka see, et kui Palomari teleskoop ei näinud seda enam (Maa pöörlemise tõttu), olid teised observatooriumid võimelised seda jälgima ja selle arengut jälgima. Vaadates ettepoole, viib Zwicky mööduv rajatis (mis on iPTF-i Palomari vaatluskeskuse järeltulija) taevavaatlusi veelgi sagedamini ja laialdasemalt, lootes märgata rohkem neid haruldasi sündmusi.
Need uuringud võimaldavad astronoomidel kooskõlastatult selliste võrgustike nagu KASVU järelmeetmetega uurida, kuidas kompaktsed binaarsüsteemid arenevad. See aitab paremini mõista mitte ainult seda, kuidas need objektid omavahel suhtlevad, vaid annab ka parema ülevaate sellest, kuidas tekivad gravitatsioonilained ja teatud tüüpi mustad augud.
