Википедија

Килонова

Килонова (исто така наречена макронова) ― минлив астрономски настан што се случува во збиен двоен систем кога се спојуваат две неутронски ѕвезди, или неутронска ѕвезда и црна дупка.[1] Сметано е дека овие спојувања произведуваат изливи на гама-зраци и емитуваат светло електромагнетно зрачење, наречено „килонови“, поради радиоактивното распаѓање на тешките јадра на r-постапката кои се произведуваат и исфрлаат прилично изотропно за време на постапката на спојување.[2][3] Измерената висока сферност на килоновата AT2017gfo во раните епохи била изведена од природата на црното тело на неговиот спектар.[4][5]

Уметничкo толкување за неутронските ѕвезди кои се спојуваат, произведувајќи гравитациски бранови и резултирајќи со килонова.
Илустрација на килонова.

Историја

уреди
Анимација која прикажува две мали, многу густи неутронски ѕвезди се спојуваат преку зрачење на гравитациски бранови и експлодираат како килонова.

Постоењето на топлински минливи настани од спојување на неутронски ѕвезди првпат било воведено од Ли и Пачински во 1998 година.[1] Радиоактивниот сјај што произлегува од спојувањето на исфрлањето првично бил наречен мини-супернова, како што е 1⁄10 1⁄100 на вообичаена супернова, самодетонација на масивна ѕвезда.[6] Поимот „килонова“ подоцна бил воведен од Мецгер и соработниците во 2010 година[7] за да биде карактеризирана врвната осветленост, за која покажале дека достигнува 1000 пати поголема од онаа на класичната нова.

Првиот кандидат килонова што бил пронајден бил откриен како краток излив на гама-зраци, GRB 130603B, со инструменти на вселенската Набљудувачница „Нил Герелс“ и вселенското летало „Ветер“, а потоа забележано со помош на вселенскиот телескоп „Хабл“ 9 и 30 дена по испушањето.[8]

 
Ова уметничко толкување покажува килонова произведена од две неутронски ѕвезди кои се судираат.

На 16 октомври 2017 година, соработките меѓу Гравитациско-бранова набљудувачница со ласерски интерферометар и интерферометарот „Девица“ ги објавиле првите истовремени забележувања на гравитациски бранови (GW170817) и електромагнетно зрачење (GRB 170817A и AT 2017gfo)[9] и покажале дека изворот е спојувач на неутронска ѕвезда.[10] Ова спојување било проследено со кратко испуштање гама-зраци (GRB 170817A) и подолготраен минлив видлив со недели во оптичкиот и блиску инфрацрвениот електромагнетен спектар (AT 2017gfo) сместен во релативно блиската галаксија, NGC 4993.[11] Набљудувањата на AT 2017gfo потврдиле дека тоа е првото убедливо набљудување на килонова.[12] Спектралното моделирање на AT2017gfo ги идентификувало елементите на r-постапката на стронциум и итриум, што дефинитивно го поврзува образувањето на тешки елементи со спојувањата на неутронските ѕвезди.[13][14] Понатамошното моделирање покажа дека исфрлената огнена топка од тешки елементи била многу сферична во раните епохи.[4][15] Било предложено дека „Благодарение на оваа работа, астрономите би можеле да користат килонови како стандардна свеќа за мерење на космичкото ширење. Бидејќи килоновата експлозија се сферични, астрономите би можеле да ја споредат привидната големина на експлозијата на супернова со нејзината вистинска големина како што се гледа со движењето на гасот, и на тој начин да биде измерена стапката на космичко ширење на различни растојанија“.[16]

Теорија

уреди

Распаѓањето и спојувањето на две збиени тела се силен извор на гравитациски бранови.[7] Основниот модел за топлински транзиенти од спојување на неутронски ѕвезди бил воведен од Ли-Шин Ли и Бохдан Пачињски во 1998 година.[1] Во нивниот труд, тие предложиле дека радиоактивното исфрлање од спојување на неутронска ѕвезда е извор за напојување на топлинска минлива емисија, подоцна наречена килонова.[17]

Набљудувања

уреди
 
Први килонови набљудувања со вселенскиот телескоп „Хабл“.[18]

Првиот набљудувачки предлог за килонова дошол во 2008 година по експлозијата на гама-зраци GRB 080503,[19] каде слабо тело се појавило во оптичка светлина по еден ден и брзо избледело. Меѓутоа, други фактори како што се недостатокот на галаксија и откривањето на рендгенски зраци, не биле во согласност со хипотезата за килонова. Друга килонова била предложена во 2013 година, во врска со краткотрајното испуштање гама-зраци на GRB 130603B, каде слабата инфрацрвена емисија од далечната килонова била откриена со помош на вселенскиот телескоп „Хабл“.[8]

Во октомври 2017 година, астрономите објавиле дека набљудувањата на AT 2017gfo покажале дека тоа е првиот безбеден случај на килонова по спојувањето на две неутронски ѕвезди.[12]

 
Избледувачка килонова во GRB160821B, видена од вселенскиот телескоп „Хабл“.

Во октомври 2018 година, астрономите известиле дека GRB 150101B, настан на избувнување на гама зраци, откриен во 2015 година, може да биде аналоген на историскиот GW170817. Сличностите меѓу двата настани, во однос на гама-зраците, оптичките и рендгенските емисии, како и природата на поврзаните галаксии домаќини, се сметани за „впечатливи“, и оваа извонредна сличност наведува дека двата посебни и независни настани може да и двете се резултат на спојување на неутронски ѕвезди, и двете може да бидат дотогаш непозната класа на килонова минливи. Според истражувачите, настаните во Килонова може да бидат поразновидни и почести во универзумот отколку што претходно било разбрано.[20][21][22][23] Во ретроспектива, GRB 160821B, експлозија на гама-зраци откриена во август 2016 година, сега е верувано дека се должи и на килонова, поради неговата сличност на податоците со AT2017gfo.[24]

Било сметано дека килонова го предизвикала долгиот излив на гама-зраци GRB 211211A, откриен во декември 2021 година од Телескопот за предупредување за избувнување (ТПИ) на Свифт и Фермиевиот надледувач за избувнување на гама-зраци (НИГ).[25][26] Овие откритија ја предизвикуваат поранешната преовладувачка теорија дека долгите изливи на гама-зраци исклучиво доаѓаат од супернови, експлозии на масивни ѕвезди на крајот на животот.[27] GRB 211211A траел 51 секунда;[28][29] GRB 191019A (2019)[30] и GRB 230307A (2023),[31][32] со времетраење од околу 64 секунди и 35 секунди, исто така, тврдено е дека припаѓаат на оваа класа на долги изливи на гама-зраци од спојувања на ѕвезди.[33]

Во 2023 година, GRB 230307A бил забележан и поврзан со телуриум и лантаниди.[34]

Поврзано

уреди

Наводи

уреди
  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 Li, L.-X.; Paczyński, B.; Fruchter, A. S.; Hjorth, J.; Hounsell, R. A.; Wiersema, K.; Tunnicliffe, R. (1998). „Transient Events from Neutron Star Mergers“. The Astrophysical Journal. 507 (1): L59–L62. arXiv:astro-ph/9807272. Bibcode:1998ApJ...507L..59L. doi:10.1086/311680.
  2. ↑ Metzger, Brian D. (2019-12-16). „Kilonovae“. Living Reviews in Relativity (англиски). 23 (1): 1. Bibcode:2019LRR....23....1M. doi:10.1007/s41114-019-0024-0. ISSN 1433-8351. PMC 6914724. PMID 31885490.
  3. ↑ Rosswog, Stephan (2015-04-01). „The multi-messenger picture of compact binary mergers“. International Journal of Modern Physics D. 24 (5): 1530012–1530052. arXiv:1501.02081. Bibcode:2015IJMPD..2430012R. doi:10.1142/S0218271815300128. ISSN 0218-2718.
  4. ↑ 4,0 4,1 Sneppen, Albert; Watson, Darach; Bauswein, Andreas; Just, Oliver; Kotak, Rubina; Nakar, Ehud; Poznanski, Dovi; Sim, Stuart (февруари 2023). „Spherical symmetry in the kilonova AT2017gfo/GW170817“. Nature (англиски). 614 (7948): 436–439. arXiv:2302.06621. Bibcode:2023Natur.614..436S. doi:10.1038/s41586-022-05616-x. ISSN 1476-4687. PMID 36792736 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  5. ↑ Sneppen, Albert (2023-09-01). „On the Blackbody Spectrum of Kilonovae“. The Astrophysical Journal. 955 (1): 44. arXiv:2306.05452. Bibcode:2023ApJ...955...44S. doi:10.3847/1538-4357/acf200. ISSN 0004-637X.
  6. ↑ „Hubble captures infrared glow of a kilonova blast“. spacetelescope.org. 5 август 2013. Архивирано од изворникот на 2020-03-24. Посетено на 24 август 2024.
  7. ↑ 7,0 7,1 Metzger, B. D.; Martínez-Pinedo, G.; Darbha, S.; Quataert, E.; Arcones, A.; Kasen, D.; Thomas, R.; Nugent, P.; Panov, I. V. (август 2010). „Electromagnetic counterparts of compact object mergers powered by the radioactive decay of r-process nuclei“. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 406 (4): 2650. arXiv:1001.5029. Bibcode:2010MNRAS.406.2650M. doi:10.1111/j.1365-2966.2010.16864.x.
  8. ↑ 8,0 8,1 Tanvir, N. R.; Levan, A. J.; Fruchter, A. S.; Hjorth, J.; Hounsell, R. A.; Wiersema, K.; Tunnicliffe, R. L. (2013). „A 'kilonova' associated with the short-duration γ-ray burst GRB 130603B“. Nature. 500 (7464): 547–549. arXiv:1306.4971. Bibcode:2013Natur.500..547T. doi:10.1038/nature12505. PMID 23912055.
  9. ↑ Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T. D.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, R. X. (16 October 2017). „GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral“. Physical Review Letters. 119 (16): 161101. arXiv:1710.05832. Bibcode:2017PhRvL.119p1101A. doi:10.1103/PhysRevLett.119.161101. PMID 29099225.
  10. ↑ Miller, M. Coleman (16 октомври 2017). „Gravitational waves: A golden binary“. Nature. News and Views (7678): 36. Bibcode:2017Natur.551...36M. doi:10.1038/nature24153.
  11. ↑ Berger, E. (16 октомври 2017). „Focus on the Electromagnetic Counterpart of the Neutron Star Binary Merger GW170817“. Astrophysical Journal Letters. Посетено на 24 август 2024.
  12. ↑ 12,0 12,1 Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T. D.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, R. X. (2017-10-16). „Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger“. The Astrophysical Journal (англиски). 848 (2): L12. arXiv:1710.05833. Bibcode:2017ApJ...848L..12A. doi:10.3847/2041-8213/aa91c9. ISSN 2041-8213.
  13. ↑ Watson, Darach; Hansen, Camilla J.; Selsing, Jonatan; Koch, Andreas; Malesani, Daniele B.; Andersen, Anja C.; Fynbo, Johan P. U.; Arcones, Almudena; Bauswein, Andreas (октомври 2019). „Identification of strontium in the merger of two neutron stars“. Nature (англиски). 574 (7779): 497–500. arXiv:1910.10510. Bibcode:2019Natur.574..497W. doi:10.1038/s41586-019-1676-3. ISSN 1476-4687. PMID 31645733.
  14. ↑ Sneppen, Albert; Watson, Darach (2023-07-01). „Discovery of a 760 nm P Cygni line in AT2017gfo: Identification of yttrium in the kilonova photosphere“. Astronomy & Astrophysics (англиски). 675: A194. arXiv:2306.14942. Bibcode:2023A&A...675A.194S. doi:10.1051/0004-6361/202346421. ISSN 0004-6361.
  15. ↑ „What happens when two neutron stars collide? A 'perfect' explosion“. Washington Post (англиски). ISSN 0190-8286. Посетено на 24 август 2024.
  16. ↑ „When Neutron Stars Collide, the Explosion is Perfectly Spherical“. 17 февруари 2023.
  17. ↑ Metzger, Brian D. (2019-12-16). „Kilonovae“. Living Reviews in Relativity (англиски). 23 (1): 1. arXiv:1910.01617. Bibcode:2019LRR....23....1M. doi:10.1007/s41114-019-0024-0. ISSN 1433-8351. PMC 6914724. PMID 31885490.
  18. ↑ „Hubble observes source of gravitational waves for the first time“. www.spacetelescope.org. Посетено на 24 август 2024.
  19. ↑ Perley, D. A.; Metzger, B. D.; Granot, J.; Butler, N. R.; Sakamoto, T.; Ramirez-Ruiz, E.; Levan, A. J.; Bloom, J. S.; Miller, A. A. (2009). „GRB 080503: Implications of a Naked Short Gamma-Ray Burst Dominated by Extended Emission“. The Astrophysical Journal (англиски). 696 (2): 1871–1885. arXiv:0811.1044. Bibcode:2009ApJ...696.1871P. doi:10.1088/0004-637X/696/2/1871.
  20. ↑ University of Maryland (16 октомври 2018). „All in the family: Kin of gravitational wave source discovered - New observations suggest that kilonovae -- immense cosmic explosions that produce silver, gold and platinum--may be more common than thought“. EurekAlert!. Посетено на 24 август 2024.
  21. ↑ Troja, E.; и др. (16 октомври 2018). „A luminous blue kilonova and an off-axis jet from a compact binary merger at z = 0.1341“. Nature Communications. 9 (1): 4089. arXiv:1806.10624. Bibcode:2018NatCo...9.4089T. doi:10.1038/s41467-018-06558-7. PMC 6191439. PMID 30327476.
  22. ↑ Mohon, Lee (16 октомври 2018). „GRB 150101B: A Distant Cousin to GW170817“. НАСА. Посетено на 24 август 2024.
  23. ↑ Wall, Mike (17 октомври 2018). „Powerful Cosmic Flash Is Likely Another Neutron-Star Merger“. Space.com. Посетено на 24 август 2024.
  24. ↑ Strickland, Ashley (2019-08-27). „This is what it looks like when an explosion creates gold in space“. CNN (англиски). Посетено на 24 август 2024.
  25. ↑ Reddy, Francis (24 август 2024). „NASA's Swift, Fermi Missions Detect Exceptional Cosmic Blast“. НАСА. Посетено на 24 август 2024.
  26. ↑ „Kilonova Discovery Challenges our Understanding of Gamma-Ray Bursts“. Gemini Observatory (англиски). 2022-12-07. Посетено на 24 август 2024.
  27. ↑ Troja, Eleonora; Dichiara, Simone (21 декември 2022). „Unusual, long-lasting gamma-ray burst challenges theories about these powerful cosmic explosions that make gold, uranium and other heavy metals“. The Conversation (англиски). Посетено на 24 август 2024.
  28. ↑ Rastinejad, Jillian C.; Gompertz, Benjamin P.; Levan, Andrew J.; Fong, Wen-fai; Nicholl, Matt; Lamb, Gavin P.; Malesani, Daniele B.; Nugent, Anya E.; Oates, Samantha R. (2022-12-08). „A kilonova following a long-duration gamma-ray burst at 350 Mpc“. Nature (англиски). 612 (7939): 223–227. arXiv:2204.10864. Bibcode:2022Natur.612..223R. doi:10.1038/s41586-022-05390-w. ISSN 0028-0836. PMID 36477128 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  29. ↑ Troja, E.; Fryer, C. L.; O’Connor, B.; Ryan, G.; Dichiara, S.; Kumar, A.; Ito, N.; Gupta, R.; Wollaeger, R. T. (2022-12-08). „A nearby long gamma-ray burst from a merger of compact objects“. Nature (англиски). 612 (7939): 228–231. arXiv:2209.03363. Bibcode:2022Natur.612..228T. doi:10.1038/s41586-022-05327-3. ISSN 0028-0836. PMC 9729102 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 36477127 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
  30. ↑ Levan, Andrew J.; Malesani, Daniele B.; Gompertz, Benjamin P.; Nugent, Anya E.; Nicholl, Matt; Oates, Samantha R.; Perley, Daniel A.; Rastinejad, Jillian; Metzger, Brian D. (2023-06-22). „A long-duration gamma-ray burst of dynamical origin from the nucleus of an ancient galaxy“. Nature Astronomy (англиски). 7 (8): 976–985. arXiv:2303.12912. Bibcode:2023NatAs...7..976L. doi:10.1038/s41550-023-01998-8. ISSN 2397-3366.
  31. ↑ „GCN - Circulars - 33410: Solar Orbiter STIX observation of GRB 230307A“.
  32. ↑ „GCN - Circulars - 33412: GRB 230307A: AGILE/MCAL detection“.
  33. ↑ Wodd, Charlie (11 декември 2023). „Extra-Long Blasts Challenge Our Theories of Cosmic Cataclysms“. Quanta magazine.
  34. ↑ Levan, Andrew; Gompertz, Benjamin P.; Salafia, Om Sharan; Bulla, Mattia; Burns, Eric; Hotokezaka, Kenta; Izzo, Luca; Lamb, Gavin P.; Malesani, Daniele B. (2023-10-25). „Heavy element production in a compact object merger observed by JWST“. Nature (англиски). 626 (8000): 737–741. arXiv:2307.02098. doi:10.1038/s41586-023-06759-1. ISSN 0028-0836. PMC 10881391 Проверете ја вредноста |pmc= (help). PMID 37879361 Проверете ја вредноста |pmid= (help).
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Килонова&oldid=5260278“