Sjeldne stjernesystem er dømt til å eksplodere i en kilonova, og oppdages av astronomer

Den første observasjonen av et stjernesystem som er bestemt til å eksplodere som en kilonova er gjort av astronomer i USA og New Zealand. Utviklingen av den sjeldne dobbeltstjernen beskrives som en «en av 10 milliarder»-hendelse og kan hjelpe astronomer til å utvikle en bedre forståelse av hvordan tunge grunnstoffer skapes i universet.

En kilonova er en enorm eksplosjon forårsaket av sammenslåingen av to nøytronstjerner. Selv om kilonovaer antas å være en betydelig kilde til universets tunge elementer – inkludert gull og platina – ser de ut til å være svært sjeldne hendelser. Faktisk antas det bare å eksistere ti kilonova stamceller blant de 100 milliarder stjernene i Melkeveien, noe som gjør dette til en sjelden og betydelig observasjon.

Systemet ble først oppdaget av CPD-29 2176 NASAs Neil Gehrels Swift-observatorium. Nå har det blitt studert mye mer detaljert av Noel Richardson fra Arizonas Embry-Riddle Aeronautical University og kolleger. De brukte data fra SMARTE teleskop ved Cerro Tololo interamerikanske observatorium i Chile i studiet deres.

Mild supernova

Teamet konkluderer med at CPD-29 2176 inneholder to stjerneobjekter som er i en tett bane med hverandre. Ett objekt er en nøytronstjerne som ble skapt i en ultrastrippet supernova. Dette er en relativt mild stjerneeksplosjon som sender ut mye mindre materiale enn en typisk supernova. Nøytronstjernen antas å være i en tett bane med en massiv stjerne av typen "Be". Materie blir overført fra Be-stjernen til nøytronstjernen, noe som betyr at Be-stjernen er i ferd med å bli en ultrastripet supernova selv.

Når Be-stjernen eksploderer, vil den også bli en nøytronstjerne. Fordi eksplosjonen vil være relativt mild, forventes det binære systemet å holde ut. De to tett kretsende nøytronstjernene vil da miste orbital energi ved å utstråle gravitasjonsbølger og til slutt smelte sammen i en kilonovaeksplosjon.

Richardson forklarer hvorfor de ble interessert i CPD-29 2176. «Vi oppdaget en uvanlig bane for en slik binær som var merkelig sirkulær sammenlignet med andre stjerner av denne typen med følgesvenner av nøytronstjerner, så vi begynte å undersøke utviklingen. Teamet vårt fant ut at det måtte være en rik historie med binære interaksjoner for å forklare systemet slik det observeres i dag, og at det burde samhandle igjen i fremtiden."

Bordene snudd

Teamet mener at systemet tidligere hadde eksistert som Be-stjernen og en større følgestjerne. Be-stjernen fjernet materiale fra følgesvennen, som deretter eksploderte i en ultrastrippet supernova for å lage den nåværende nøytronstjernen. Så snudde bordene, og nøytronstjernen begynte å strippe Be-stjernen, og satte Be-stjernen opp for en ultrastrippet supernova.

"CPD-29 2176 er ganske nær oss, bare 11,400 29 lysår unna, og rimelig lyssterk," forklarer Richardson. "Dette tillot oss å få gode parametere på systemet og deretter bruke dem til å regne ut utviklingen av en slik binær. Ved å ha eksempler på systemer som CPD -2176 XNUMX kan vi sette sammen hvordan vi danner de binære nøytronstjernene som driver kilonovaer."

Systemets sirkulære bane var nøkkelen til å forstå utviklingen og markerte CPD-29 2176 som et kilonova stamfadersystem. En integrert del av denne spådommen var også det faktum at Been roterer raskt, en relikvie fra tiden som fjerner massen fra følgesvennen.

Overraskende sirkulær bane

«Jeg ble mest overrasket da vi fant ut at banen var sirkulær. Det hadde vi ikke ventet. Når vi bekreftet banen og målingene våre, var modelleringen og andre resultater interessante, forklarer Richardson.

"[Be]-stjernen vi ser i dag må eksplodere som en supernova, noe som sannsynligvis vil ta noen millioner år," sa Richardson. "Så, om noen få milliarder år, vil de to nøytronstjernene smelte sammen." Den lange tidsskalaen knyttet til denne prosessen betyr at det vil være opp til fremtidige astronomer å observere CPD -29 2176 går kilonova.

Spektakulær kollisjon av to nøytronstjerner observert for første gang

I mellomtiden har teamet til hensikt å studere andre binærfiler som inneholder stjerner og nøytronstjerner, og undersøke deres baneegenskaper slik at de kan sammenlignes med de uvanlige banene til dette systemet. Dette kan bidra til å identifisere flere kilonova-forfedresystemer, og dermed potensielt låse opp hemmelighetene til disse voldelige hendelsene.

Jillian Rastinejad er en astronom ved Northwestern University som studerer kilonovaer og var ikke involvert i denne studien av CPD -29 2176. Hun er spent på resultatene.

"Denne oppdagelsen er et spennende øyeblikksbilde av en tidligere uobservert tilstand av disse systemene, og gir et nytt øye til hvordan de dannes. Dette etterlater mange ukjente i hvordan disse binærfilene dannes og utvikler seg, og hvor vanlige de er i universet vårt."

Richardson er hovedforfatter av en artikkel publisert i tidsskriftet Natur som beskriver CPD-29 2176.

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://physicsworld.com/a/doomed-to-explode-in-a-kilonova-rare-star-system-is-discovered-by-astronomers/