Frekuensi ayunan dua letusan sinar gamma pendek adalah bukti terbaik untuk pembentukan bintang neutron hipermasif ‘mustahil’ yang boleh menentang graviti secara ringkas sebelum runtuh untuk membentuk lohong hitam.
A bintang neutron terbentuk apabila bintang besar kehabisan bahan api dan meletup, meninggalkan saki-baki yang sangat padat yang boleh mengemas jisim matahari ke ruang bandar. Biasanya, bintang neutron hanya boleh mengandungi sedikit lebih daripada dua kali jisim matahari sebelum ia mengalami keruntuhan graviti untuk membentuk lubang hitam. Walau bagaimanapun, apabila dua bintang neutron biasa dalam sistem binari bergabung, jisim gabungan mereka boleh melebihi had ini — tetapi hanya sebentar, dan peringkatnya sukar dikesan.
“Kita perlu bermula dengan dua bintang neutron cahaya dalam binari untuk membentuk bintang neutron hipermasif, jika tidak, akan berlaku keruntuhan terus ke lubang hitam,” Cecilia Chirenti, yang mengetuai penyelidikan, memberitahu Space.com. Chirenti ialah ahli astrofizik di Universiti Maryland, Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Maryland dan Pusat Matematik, Pengiraan dan Kognisi di Universiti Persekutuan ABC di Brazil.
Berkaitan: 8 cara kita tahu bahawa lubang hitam benar-benar wujud
Apabila bintang neutron berpasangan berlanggar, mereka melepaskan letupan cahaya yang dipanggil kilonova, letusan gelombang graviti dan pendek letupan sinar gamma (GRB), yang merupakan letupan daripada sinar gamma yang biasanya berlangsung kurang daripada dua saat. Dan jika, sebagai simulasi komputer meramalkanbintang neutron hipermasif boleh terbentuk pada mulanya sebelum runtuh ke dalam lubang hitam, bukti untuk ini graviti-badan yang menentang boleh ditemui dalam ayunan yang tidak dapat dijelaskan dalam frekuensi sinar gamma.
Pasukan Chirenti menyaring rekod lebih daripada 700 GRB pendek untuk mencari dua GRB pendek yang menonjol sebagai berbeza. Kedua-dua GRB ini kedua-duanya dikesan oleh Eksperimen Sumber Letusan dan Sementara (BATSE) pada satelit Balai Cerap Compton Gamma-Ray NASA yang kini telah bersara pada awal 1990-an. Dinamakan GRB 910711 dan GRB 931101B, kedua-dua acara memaparkan sedikit (tetapi tidak tepat) kerlipan berirama dalam kekerapan sinar gammanya.
Simulasi meramalkan bahawa ayunan kuasi-periodik ini akan menjadi hasil semula jadi daripada pembentukan bintang neutron hipermasif, yang akan mempunyai jisim di mana-mana antara 2.5 dan 4 jisim suria. Bintang neutron hipermasif sedemikian tidak akan runtuh serta-merta kerana bahagian-bahagian bintang neutron yang berlainan berputar pada kadar yang jauh berbeza, yang menghalang keruntuhan.
Walau bagaimanapun, bintang neutron hipermasif juga tidak akan stabil sepenuhnya. Bahan pada permukaannya akan beralih, mengganggu orientasi kutub magnet bintang, yang memancarkan jet sinar gamma, dengan cara yang gelisah. Carian sebelumnya untuk ayunan GRB telah kosong kerana mereka mencari secara eksklusif untuk ayunan berkala; Pasukan Chirenti menyedari bahawa sifat dinamik bintang neutron hipermasif akan membawa kepada ayunan kuasi-berkala. Dua calon yang mereka kenal pasti, GRB 910711 dan GRB 931101B, sesuai dengan rang undang-undang.
Dan bintang neutron hipermasif masih tidak akan hidup lama. Gelombang graviti yang dipancarkan semasa penggabungan merampas beberapa momentum sudut (putaran) bintang neutron hipermasifnya, mengurangkan putarannya yang cukup untuk graviti mengambil alih. “Menurut simulasi, bintang neutron hipermasif akan berputar pantas, mungkin kehilangan jirim dan berayun sebelum runtuh ke lubang hitam dengan cakera pertambahan,” kata Chirenti.
Hayat bintang neutron hipermasif ialah beberapa ratus milisaat. Ini kelihatan seperti masa yang singkat, tetapi pertimbangkan bahawa bintang neutron hipermasif akan menjadi bintang berputar terpantas dalam Alam semesta, menyelesaikan satu revolusi dalam 1.5 milisaat atau kurang. Bintang neutron hipermasif boleh berputar beberapa ratus kali sebelum ia runtuh.
Walaupun mencari hanya dua calon dalam sampel lebih 700 GRB pendek boleh menunjukkan bahawa bintang neutron hipermasif mungkin jarang berlaku, Chirenti tidak melihatnya seperti itu.
“Mungkin ada aspek lain yang berkaitan dengan penjanaan GRB yang boleh menyukarkan untuk mengesan tandatangan bintang neutron hipermasif,” katanya.
Penyelidikan baharu ini mewakili hanya satu cara saintis mencari untuk memahami apa yang berlaku apabila bintang neutron bergabung. “Terdapat beberapa cara untuk menyiasat keadaan akhir penggabungan bintang neutron yang telah diusahakan oleh masyarakat,” Wen-fai Fong, seorang ahli astronomi di Northwestern University yang tidak terlibat dalam penyelidikan baharu, memberitahu Space.com. “Potensi kewujudan bukti untuk bintang neutron supermasif dalam data arkib sangat menarik dan melengkapi usaha sedia ada hari ini bagi letusan sinar gamma pendek baharu merentasi spektrum elektromagnet.”
Satu cara untuk meluaskan pencarian bintang neutron hipermasif adalah untuk mengesan gelombang graviti yang dipancarkan apabila ia terbentuk. Menurut simulasi, gelombang graviti juga harus berayun, tetapi pada frekuensi yang terlalu tinggi untuk tanaman semasa pengesan untuk mengukur. Walau bagaimanapun, modulasi frekuensi gelombang graviti “harus dikesan oleh pengesan gelombang graviti generasi seterusnya dalam 10 hingga 15 tahun,” kata Chirenti.
Hasilnya diterbitkan pada Januari dalam jurnal alam semula jadi (dibuka dalam tab baharu); Chirenti turut membentangkan keputusan itu pada mesyuarat ke-241 Persatuan Astronomi Amerika, yang diadakan minggu ini di Seattle dan secara maya. Kertas penuh boleh dibaca di pelayan pracetak arXiv.
Penulis penyumbang Space.com Robert Lea menyediakan laporan untuk cerita ini. Ikuti Keith Cooper di Twitter @21stCenturySETI. Ikut kami di Twitter @Spacedotcom dan seterusnya Facebook.
We would like to give thanks to the writer of this post for this outstanding content
Bintang neutron ‘Mustahil’ boleh menjelaskan kilatan pelik
Check out our social media accounts as well as other pages related to it.https://paw6.info/related-pages/