Një ndezje drite e emetuar nga përplasja e yjeve neutrone ka përmirësuar edhe një herë të kuptuarit tonë se si funksionon Universi.
Analiza e shpërthimit të shkurtër të rrezeve gama u shpërtheu ndërsa dy yjet u bashkuan zbuloi se, në vend që të formohej një vrimë e zezë, siç pritej, produkti i menjëhershëm i bashkimit ishte një yll neutron shumë i magnetizuar shumë më i rëndë se masa maksimale e vlerësuar e yllit neutron.
Ky magnetar duket se ka qëndruar për më shumë se një ditë përpara se të rrëzohej në një vrimë të zezë.
“Një yll kaq masiv neutron me një jetëgjatësi të gjatë normalisht nuk mendohet të jetë i mundur” tha për Guardian astronomia Nuria Jordana-Mitjans pranë Universitetit të Bath në Britani të Madhe. “Është një mister pse kjo ishte kaq jetëgjatë” shtoi ajo.
Yjet neutron janë në një spektër se si një yll mund të përfundojë në fund të jetës së tij. Për miliona ose miliarda (ose potencialisht triliona) vitesh, një yll do të përplaset, një motor që bashkon atomet në bërthamën e tij nën presion të nxehtë.
Përfundimisht, atomet që një yll mund të bashkojë do të mbarojnë dhe në këtë pikë, gjithçka shpërthen. Ylli nxjerr masën e tij të jashtme dhe, duke mos u mbështetur më nga presioni i jashtëm i siguruar nga shkrirja, bërthama shembet nën presionin e brendshëm të gravitetit.
Si i kategorizojmë këto bërthama të shembura varet nga masa e objektit? Bërthamat e yjeve që filluan deri në 8 herë më shumë se masa e Diellit, shemben në xhuxhë të bardhë, të cilët kanë një kufi të sipërm të masës prej 1.4 masash diellore, të ngjeshura në një sferë rreth madhësisë së Tokës.
Bërthamat e yjeve me masën 8 deri në 30 diellore shndërrohen në yje neutronesh, me masën rreth 1.1 dhe 2.3 diellore, në një sferë vetëm 20 kilometra të gjerë. Dhe yjet më të mëdhenj, mbi kufirin e masës së sipërme të yllit neutron, shemben në vrima të zeza, sipas teorisë.
Por ka një mungesë shumë të dukshme të vrimave të zeza nën 5 masa diellore, kështu që ajo që ndodh në atë regjim masiv është kryesisht një mister.
Kjo është arsyeja pse bashkimet e yjeve neutron janë kaq interesante për astronomët. Ato lindin kur dy yje neutron janë në një sistem binar dhe kanë arritur pikën e zbërthimit orbital në të cilin në mënyrë të pashmangshme shkrihen së bashku dhe bëhen një objekt që kombinon dy yjet neutron.
Shumica e yjeve neutron binare kanë një masë të kombinuar që tejkalon kufirin teorik të masës së sipërme për yjet neutronike. Pra, produktet e këtyre bashkimeve ka të ngjarë të qëndrojnë fort brenda atij hendeku masiv yll neutron-vrima të zezë.
Kur përplasen, yjet binar neutron lëshojnë një shpërthim rrezatimi me energji të lartë të njohur si një shpërthim i rrezeve gama me kohëzgjatje të shkurtër. Shkencëtarët kishin menduar se këto mund të emetoheshin vetëm gjatë formimit të një vrime të zezë.
Por saktësisht se si yjet e neutroneve të bashkuara shndërrohen në një vrimë të zezë ka qenë diçka si një enigmë. A formohet vrima e zezë menjëherë, apo dy yjet neutron prodhojnë një yll neutron shumë të rëndë që më pas shembet në një vrimë të zezë shumë shpejt, jo më shumë se disa qindra milisekonda pas bashkimit?
GRB 180618A ishte një shpërthim me rreze gama me kohëzgjatje të shkurtër të zbuluar në qershor 2018, dritë që kishte udhëtuar 10.6 miliardë vjet për të arritur te ne.
Jordana-Mitjans dhe kolegët e saj donin të shikonin më nga afër dritën e lëshuar nga ky objekt: vetë shpërthimi, shpërthimi i kilonovës dhe shkëlqimi më i gjatë.
Por, kur ata shikuan rrezatimin elektromagnetik të prodhuar nga ngjarja me kalimin e kohës, diçka ishte jashtë.
Emisioni optik i dritës së pasme u zhduk 35 minuta pas shpërthimit të rrezeve gama. Kjo, sipas ekipit, ishte për shkak se po zgjerohej me shpejtësi afër dritës, e përshpejtuar nga një burim i vazhdueshëm energjie.
Kjo ishte në përputhje jo me një vrimë të zezë, por me një yll neutron. Dhe jo çdo yll neutron. Dukej se ishte ajo që ne e quajmë magnetar: një me një fushë magnetike 1000 herë më të fuqishme se ajo e një ylli të zakonshëm neutron dhe një kadrilion herë më e fuqishme se ajo e Tokës. Dhe qëndroi përreth për mbi 100.000 sekonda (gati 28 orë).
“Për herë të parë,” thotë Jordana-Mitjans, “vëzhgimet tona nxjerrin në pah sinjale të shumta nga një yll neutron i mbijetuar që jetoi për të paktën një ditë pas vdekjes së binarit origjinal të yllit neutron”.
Çfarë mund ta kishte ndihmuar magnetarin të jetonte kaq gjatë nuk është e qartë. Është e mundur që fusha magnetike i ka dhënë një ndihmë të vogël, duke siguruar një tërheqje të jashtme që e pengoi atë të shembet gjatë gjithë rrugës, të paktën për pak kohë.
Sido që të ishte mekanizmi – dhe kjo padyshim do të garantojë disa hetime të mëtejshme – puna e ekipit tregon se yjet neutronike supermasive janë në gjendje të lëshojnë shpërthime të rrezeve gama me kohëzgjatje të shkurtër dhe se ne nuk mund të supozojmë më praninë e një vrime të zezë.
“Zbulime të tilla janë të rëndësishme pasi konfirmojnë se yjet neutron të porsalindur mund të fuqizojnë disa GRB me kohëzgjatje të shkurtër dhe emetimet e ndritshme në të gjithë spektrin elektromagnetik që janë zbuluar. duke i shoqëruar”, thotë Jordana-Mitjans.
“Ky zbulim mund të ofrojë një mënyrë të re për të gjetur bashkimet e yjeve neutron, dhe kështu emetuesit e valëve gravitacionale, kur ne jemi duke kërkuar në qiell për sinjale”.
Hulumtimi është publikuar në revistën “Astrophysical Journal”.