Астрономы зафиксировали один из мощнейших выбросов энергии — столкнулись две мёртвые звезды

Столкновение двух нейтронных звёзд, расположенных в нескольких миллиардах световых лет от нас, породило один из мощнейших гамма-всплесков, зафиксированных радиотелескопом ALMA в чилийской пустыне Атакама. Сейчас мы находимся в 20 млрд световых лет от галактики, в которой расположены эти звёзды.

Источник изображения: northwestern.edu

Нейтронные звёзды — это сверхплотные ядра, остающиеся после взрыва массивных звёзд, и при их столкновении происходит мощный взрыв, результат которого называют килоновой. Название намекает, что производимая при этом энергия может в тысячу раз превосходить энергию, излучаемую сверхновой. Производятся гравитационные волны и в два противоположных направления испускается выброс пучков гамма-излучения.

Описанное событие было зафиксировано 6 ноября 2021 года орбитальной рентгеновской и гамма-обсерваторией INTEGRAL Европейского космического агентства — она отправила сигнал, который активировал спутник NASA Swift. Внесённый в каталог под номером GRB 211106A всплеск продолжался менее двух секунд, и гораздо дольше него длилось послесвечение килоновы.

Послесвечение поддаётся изучению. Гамма-волны ускоряют электроны, содержащиеся в газе на месте столкновения, и энергия излучения этих электронов достигает пика в миллиметровом диапазоне — по ней можно судить об общей энергии взрыва. При помощи полученных ALMA данных было установлено, что с гамма-всплеском GRB 211106A высвободилась энергия в диапазоне от 2×10⁵⁰ до 6×10⁵⁰ эрг, что делает его одним из мощнейших за всю историю наблюдений (1 эрг — единица работы и энергии в системе СГС, равняется 10^-7 Дж).

Источник изображения: Nidhi Yashwanth / pixabay.com

Столкновение звёзд произошло от 6,3 млрд до 9,1 млрд лет назад, а сейчас, с учётом расширения вселенной, «родная» галактика этих звёзд находится в 20 млрд световых лет от нас. Гравитационные волны от источника на таком расстоянии обнаружить не удалось — слишком далеко. Зато учёные подробно изучили послесвечение гамма-всплеска: он стартует узким пучком, а затем постепенно расширяется. В данном случае угол раскрытия пучка достиг 16°, и это один из крупнейших показателей для короткого гамма-всплеска. Исследователям повезло, потому что зафиксировать пучок можно только тогда, когда он направлен на нас, а значит, чем он шире, тем у нас больше шансов его увидеть.

Подобные события имеют важное значение для космической химии: при таких столкновениях звёзд образуются тяжёлые элементы, включая серебро, золото и платину. Как подсчитали учёные, масса образуемого при этом золота может достигать от 3 до 13 масс Земли.

Доклад учёных о событии выйдет в научном журнале Astrophysical Journal Letters.