Οι αστρονόμοι παρατήρησαν ένα φαινόμενο που θα μπορούσε να θεωρηθεί η «τέλεια κοσμική έκρηξη», μια κολοσσιαία και τέλεια σφαιρική εκδήλωση που πυροδοτήθηκε από τη σύντηξη δύο πολύ πυκνών αστρικών υπολειμμάτων, που ονομάζονται αστέρια νετρονίων, λίγο πριν αυτή η συνδυασμένη οντότητα καταρρεύσει και σχηματίσει μια μαύρη τρύπα, γράφει Reuters .
Την Τετάρτη, οι επιστήμονες περιέγραψαν για πρώτη φορά τα περιγράμματα αυτού του τύπου έκρηξης, που ονομάζεται "kilonova", η οποία συμβαίνει όταν συγχωνεύονται αστέρια νετρονίων ή ένα αστέρι νετρονίων και μια μαύρη τρύπα.
Αυτή η βολίδα, που αποτελείται από ταχέως διαστελλόμενη φωτεινή ύλη, ξεπέρασε κατά πολύ τις προσδοκίες τους. Τα δύο αστέρια νετρονίων, των οποίων η συνδυασμένη μάζα ήταν περίπου 2,7 φορές η μάζα του Ήλιου, περιφέρονταν το ένα γύρω από το άλλο για δισεκατομμύρια χρόνια πριν συγκρουστούν με πολύ υψηλές ταχύτητες και εκραγούν.
Το φαινόμενο συνέβη στον γαλαξία NGC 4993, που βρίσκεται 140-150 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη προς την κατεύθυνση του αστερισμού της Ύδρας. Ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε ένα ημερολογιακό έτος (9,5 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα).
Η ύπαρξη εκρήξεων «kilonova» προτάθηκε από αστρονόμους το 1974 και επιβεβαιώθηκε το 2013, αλλά αυτό που προσπαθούσαν να παρατηρήσουν οι επιστήμονες ήταν ένα φαινόμενο άγνωστο μέχρι την έκρηξη που εντοπίστηκε το 2017, το οποίο έχει μελετηθεί εντατικά από τότε. «Είναι μια τέλεια έκρηξη με περισσότερους από έναν τρόπους.
Είναι όμορφο, τόσο αισθητικά, μέσω της απλότητας της μορφής του, όσο και λόγω της σημασίας της φυσικής του», είπε ο αστροφυσικός Albert Sneppen από το Cosmic Dawn Center στην Κοπεγχάγη, ο συντονιστής αυτής της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.
«Αισθητικά, τα χρώματα που εκπέμπονται από το kilonova μοιάζουν κυριολεκτικά με ήλιο - εκτός φυσικά από το ότι είναι αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια φορές μεγαλύτερο σε επίπεδο επιφάνειας. Από τη σκοπιά της φυσικής, αυτή η σφαιρική έκρηξη περιέχει αυτές τις εξαιρετικές φυσικές διεργασίες στην καρδιά μιας τέτοιας σύντηξης», πρόσθεσε.
Το πιο έντονο μαγνητικό πεδίο στο Σύμπαν
Οι αστρονόμοι περίμεναν ότι η έκρηξη πιθανότατα θα έμοιαζε με έναν πεπλατυσμένο δίσκο - σαν ένα είδος γιγάντιας φωτεινής τηγανίτας, από την οποία θα έρεε ένας πίδακας κοσμικού υλικού. «Ειλικρινά, τώρα πρέπει να επιστρέψουμε στον πίνακα σχεδίασης μετά από μια ανακάλυψη όπως αυτή», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Darach Watson, αστροφυσικός στο Cosmic Dawn Center.
«Δεδομένης της ακραίας φύσης των φυσικών συνθηκών - πολύ πιο ακραίες από ό,τι σε μια πυρηνική έκρηξη, για παράδειγμα, με υψηλότερες πυκνότητες του ατομικού πυρήνα, θερμοκρασίες δισεκατομμυρίων βαθμών και μαγνητικά πεδία αρκετά ισχυρά ώστε να παραμορφώνουν τα σχήματα των ατόμων - εδώ θα μπορούσαν πρόκειται για μια θεμελιώδη φυσική που δεν καταλαβαίνουμε προς το παρόν», πρόσθεσε.
Η Kilonova μελετήθηκε χρησιμοποιώντας το διάσημο Very Large Telescope (VLT) στο Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο στη Χιλή. Τα δύο αστέρια νετρονίων ξεκίνησαν τη ζωή τους ως δύο συνηθισμένα αστέρια μεγάλης μάζας σε ένα δυαδικό σύστημα.
Το καθένα εξερράγη και κατέρρευσε αφού τελείωσε το εσωτερικό του καυσίμου, αφήνοντας πίσω του έναν μικρό, πυκνό πυρήνα διαμέτρου περίπου 20 χιλιομέτρων, αλλά με μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο.
Σταδιακά, πλησίαζαν όλο και περισσότερο, περιφέροντας ο ένας τον άλλον με μεγάλες ταχύτητες. Καθένα από αυτά έλκονταν και απωθήθηκε στα τελευταία δευτερόλεπτα που προηγήθηκαν της σύντηξης, λόγω της δύναμης που ασκούσε το βαρυτικό πεδίο του άλλου. Οι πυρήνες τους συγκρούστηκαν με περίπου 25% την ταχύτητα του φωτός, δημιουργώντας το πιο έντονο μαγνητικό πεδίο στο Σύμπαν.
Η έκρηξη απελευθέρωσε μια φωτεινότητα ισοδύναμη με αυτή που εκπέμπουν 1 δισεκατομμύριο αστέρια για αρκετές ημέρες. Σχημάτισαν για λίγο ένα ενιαίο τεράστιο αστέρι νετρονίων, το οποίο στη συνέχεια κατέρρευσε για να σχηματίσει μια μαύρη τρύπα, ένα ακόμα πιο πυκνό κοσμικό αντικείμενο με τόσο ισχυρή βαρύτητα που ακόμη και οι ακτίνες φωτός δεν μπορούν να διαφύγουν αν μπουν μέσα σε αυτό.
Εν τω μεταξύ, οι εξωτερικοί φάκελοι των άστρων νετρονίων επεκτάθηκαν στο διάστημα και σχημάτισαν μακριά νήματα, και τα συστατικά τους υλικά πέταξαν μέσα στο διάστημα. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, οι πυκνότητες και οι θερμοκρασίες ήταν τόσο υψηλές που δημιουργήθηκαν βαριά χημικά στοιχεία, όπως χρυσός, πλατίνα, αρσενικό, ουράνιο και ιώδιο.
Οι επιστήμονες έχουν διατυπώσει διάφορες υποθέσεις για να εξηγήσουν το σφαιρικό σχήμα αυτής της έκρηξης, συμπεριλαμβανομένης της ενέργειας που απελευθερώνεται από το τεράστιο μαγνητικό πεδίο του μοναδικού και βραχύβιου αστέρα νετρονίων ή του ρόλου που διαδραματίζουν τα αινιγματικά σωματίδια νετρίνων.
