Eski bir galaksinin kalbinde tarihi bir gama ışını patlamasının keşfi

İlk kez, uluslararası bir gökbilimciler ekibi eski bir galaksinin merkezine yakın bir yerde uzun bir gama ışını patlaması gözlemledi. Bu özeldir, çünkü bu tür gama ışını patlamaları genellikle büyük kütleli yıldızlar çöktüğünde veya nötron yıldızları uzun süre birbirlerinin etrafında döndüklerinde meydana gelir ve antik galaksilerin merkezinde böyle yıldızlar yoktur. Andrew Levan (Radboud Üniversitesi) liderliğindeki ekip bulgularını şu şekilde yayınladı: doğal astronomi.

Genel fikir birliği, en az birkaç saniyelik uzun gama ışını patlamalarının ancak çok ağır bir yıldız ömrünün sonunda bir süpernovaya dönüştüğünde meydana gelebileceği yönündeydi. 2022’de, uzun gama ışını patlamaları için olası bir ikinci tetikleyici, tüm yaşamları boyunca birbirlerinin yörüngesinde dönen iki büyük yıldızın sonunda nötron yıldızları haline gelip kilonovalarla çarpışmasıyla ortaya çıktı. Şimdi 2023 yılında, uzun gama ışını patlamaları üçüncü bir şekilde gerçekleşebilir gibi görünüyor.

Baş araştırmacı Andrew Levan (Radboud Üniversitesi) “Verilerimiz bunun iki ayrı nötron yıldızının birleşmesi vakası olduğunu gösteriyor. ).

Araştırma ekibi, 19 Ekim 2019’da Neil Gehrels Swift Gözlemevi tarafından tespit edilen bir gama ışını patlamasının etkilerini inceledi. Bunu Şili’deki Gemini Güney teleskopu, La Palma’daki Kanarya Adası’ndaki Kuzey Optik Teleskobu ve[{” attribute=””>Hubble Space Telescope.

Their observations show that the burst was caused near the center of an ancient galaxy. This immediately provides two arguments pointing to the merging of two sources.

The first argument is that there are almost no heavy stars in ancient galaxies that could collapse into supernovae, because heavy stars typically occur in young galaxies. In addition, supernovae emit bright optical light, which was not observed in this case.

A second argument is that the center of galaxies are busy places. There are hundreds of thousands of normal stars, white dwarfs, neutron stars, black holes, and dust clouds all orbiting a supermassive black hole. Altogether, this represents over 10 million stars and objects crammed into a space of a few light-years across. “That is an area comparable to the distance between our sun and the next star,” Levan explains. “So the probability of a collision in the center of a galaxy is much higher than, say, at the outskirts, where we are.”

The researchers are still leaving room for alternative explanations. The prolonged gamma-ray burst could also result from the collision of compact objects other than neutron stars, for example, black holes or white dwarfs. In the future, the researchers hope to be able to observe long gamma-ray bursts at the same time as gravitational waves. This would help them to make more definitive statements about the origin of the radiation.

For more on this discovery:

Reference: “A long-duration gamma-ray burst of dynamical origin from the nucleus of an ancient galaxy” by Andrew J. Levan, Daniele B. Malesani, Benjamin P. Gompertz, Anya E. Nugent, Matt Nicholl, Samantha R. Oates, Daniel A. Perley, Jillian Rastinejad, Brian D. Metzger, Steve Schulze, Elizabeth R. Stanway, Anne Inkenhaag, Tayyaba Zafar, J. Feliciano Agüí Fernández, Ashley A. Chrimes, Kornpob Bhirombhakdi, Antonio de Ugarte Postigo, Wen-fai Fong, Andrew S. Fruchter, Giacomo Fragione, Johan P. U. Fynbo, Nicola Gaspari, Kasper E. Heintz, Jens Hjorth, Pall Jakobsson, Peter G. Jonker, Gavin P. Lamb, Ilya Mandel, Soheb Mandhai, Maria E. Ravasio, Jesper Sollerman and Nial R. Tanvir, 22 June 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-01998-8