Un uriaș accident cosmic, în așteptare. Ce au descoperit astronomii la 11.400 de ani-lumină?

O stea neutronică aflată la 11.400 de ani-lumină se va ciocni de companionul său uriaș, în cele din urmă declanșând o explozie care va umple galaxia de metale prețioase pe o rază de mii de ani-lumină, cunoscută sub numele de kilonova (sau macronova).

Compoziția Universului depinde de evenimente extrem de rare. Supernovele, care apar o dată la un secol în galaxii la fel de mari precum Calea Lactee, creează și dispersează metale care vor alcătui baza viitoarelor planete, potrivit IFL Science.

• Exoplaneta Trappist-1 b ar putea avea atmosferă, dezvăluie Telescopul Webb
• Inima celei mai vulcanice lumi din Sistemul Solar este mai solidă decât s-a crezut

Unele dintre aceste metale rare necesită ceva mult mai exotic, anume coliziunea a două stele neutronice, observată pentru prima dată în 2017, atunci când undele gravitaționale ne-au avertizat asupra unuia dintre cele mai importante evenimente din istoria astronomiei.

Ce sunt stelele neutronice?

Stelele neutronice sunt rezultatul supernovelor unor stele cu mase de 10-25 de ori mai mari decât masa Soarelui. Deși există mii în Calea Lactee, două stele neutronice rareori orbitează una în jurul celeilalte, astfel încât descoperirea unei viitoare perechi de astfel de stele de către Telescopul SMARTS de 1,4 metri din Chile, anunțată în revista Nature, este o realizare uimitoare.

Stelele neutronice aflate pe orbite comune nu vor putea forma niciodată o explozie de tip kilonova dacă distanța dintre acestea este prea mare. În consecință, descoperirea faptului că sistemul cunoscut ca CPD-29 2176 este destul de strâmt pentru a se prăbuși este, cu siguranță, epică.

Cum va apărea kilonova rezultată din coliziune?

Observatorul Swift al NASA, Neil Gehrels Swift, a ridicat pentru prima dată posibilitatea ca CPD-29 2176 să aibă ceva interesant atunci când a observat o explozie asemănătoare unui magnetar în 2019. Observațiile ulterioare cu ajutorul SMARTS au dezvăluit o stea neutronică care orbitează în jurul unei stele masive din secvența principală.

Deși progenitorul stelei neutronice a fost cândva cea mai masivă dintre cele două, aceasta a cedat o mare parte din masa sa către companionul său în timpul fazei de gigantă roșie și a evenimentului de supernovă de acum câteva milioane de ani.

În mod esențial, steaua din secvența principală are masa potrivită pentru a deveni ea însăși o stea neutronică, iar în cele din urmă cele două se vor ciocni.

De ce kilonovele apar atât de rar în galaxii?

Totuși, nu ne așteptăm la ceva foarte curând. În primul rând, steaua supraviețuitoare trebuie să explodeze sub forma unei supernove, ceea ce nu se va întâmpla decât peste cel puțin un milion de ani. Apoi, cele două orbite trebuie să se dezintegreze pe măsură ce energia este transportată în unde gravitaționale până când se întâlnesc.

Un motiv pentru care kilonovele sunt atât de rare este că doar o minoritate de stele au mărimea potrivită ca să devină stele neutronice. O altă particularitate este aceea că multe explozii de supernove îndepărtează stelele însoțitoare atât de puternic, încât acestea sfârșesc prin a traversa galaxia, uneori scăpând complet, împiedicând orice coliziune.

Totuși, o clasă de explozie, cunoscută ca o supernovă ultra-strălucitoare, are o forță explozivă mai mică, permițându-le celor două stele să rămână în orbită.

„De ceva vreme, astronomii au speculat în privința condițiilor exacte care ar putea duce în cele din urmă la o kilonova. Aceste noi rezultate demonstrează că, cel puțin în unele cazuri, două stele neutronice înfrățite pot fuziona atunci când una dintre acestea a fost creată fără o explozie clasică de supernovă”, a declarat într-un comunicat dr. André-Nicolas Chené de la NOIRLsb.

Unul la zece miliarde

Combinația de circumstanțe necesare pentru a crea stele neutronice pereche care se vor ciocni în cele din urmă este atât de improbabilă, încât autorii numesc CPD-29 2176 un sistem apărut „o dată la 10 miliarde”. Cu toate acestea, sunt aproximativ zece în galaxie, ceea ce reprezintă o îmbunătățire față de ceea ce se credea anterior.

„Înainte de studiul nostru, estimarea era că doar unul sau două astfel de sisteme ar trebui să existe într-o galaxie spirală precum Calea Lactee”, a declarat Chené.

Vă mai recomandăm și: 

Ciocnirea a două stele neutronice ar fi rezultat în cea mai puternică kilonova observată vreodată

Găurile negre nu ar fi vinovate de exploziile de raze gamma din Univers

Observaţiile astronomilor confirmă existenţa jetului de material de la două stele neutronice aflate în proces de contopire

Universul este mai cald decât ar trebui. Să fie de vină fotonii întunecați?