Astronomowie wyśledzili potężny rozbłysk gamma (GRB) – oznaczony jako GRB 230906A – aż do jego źródła: zderzenia dwóch gwiazd neutronowych wewnątrz małej galaktyki otoczonej ogromnym przepływem gazu międzygalaktycznego. Odkrycie podważa istniejące teorie na temat miejsc występowania takich ekstremalnych zdarzeń i może wyjaśnić nieoczekiwaną obecność ciężkich pierwiastków, takich jak złoto i srebro, w odległych gwiazdach.
Nieoczekiwana lokalizacja
Wcześniej fuzje gwiazd neutronowych – gwałtowne zdarzenia, w wyniku których mogą powstawać pierwiastki cięższe od żelaza – obserwowano głównie w średnich i dużych galaktykach. Nowa obserwacja dokonana przez teleskopy kosmiczne NASA (Chandra, Fermi, Swift i Hubble) 23 września 2023 roku pokazuje, że te połączenia mogą również wystąpić w znacznie mniejszych galaktykach. Galaktyka macierzysta leży w strumieniu gazu o długości 600 000 lat świetlnych, około sześć razy szerszym niż Droga Mleczna, utworzonym w wyniku przeszłych zderzeń galaktycznych.
Rozwiązywanie tajemnic astrofizycznych
Lokalizacja tego GRB jest znacząca, ponieważ rozwiązuje dwie długotrwałe tajemnice astrofizyki. Po pierwsze, GRB często wydają się pochodzić z regionów spoza gęstych jąder galaktycznych, gdzie zderzenia powinny zdarzać się częściej. Sugeruje to, że wiele z tych zdarzeń ma miejsce w słabych, wcześniej niewykrytych galaktykach.
Po drugie, ciężkie pierwiastki, takie jak złoto, srebro i platyna, znajdują się w gwiazdach oddalonych od centrów galaktycznych, które nie powinny jeszcze być wzbogacane w te pierwiastki. Odkrycie to wskazuje, że wybuchowe połączenia gwiazd neutronowych mogą rozproszyć te pierwiastki na ogromne odległości, nawet do krawędzi galaktyk.
Kolizja w ramach kolizji
Zespół kierowany przez Simone Dichiar z Pennsylvania State University był w stanie zlokalizować źródło GRB, korzystając z połączonej mocy wielu teleskopów. Precyzyjna lokalizacja Chandry w promieniach rentgenowskich umożliwiła Hubble’owi zidentyfikowanie słabej galaktyki macierzystej, potwierdzając, że połączenie nastąpiło w obrębie strumienia gazu powstałego w wyniku wcześniejszych zderzeń galaktycznych. Zespół opisuje zdarzenie jako „zderzenie w zderzeniu”, podczas którego połączenie galaktyk spowodowało powstawanie gwiazd, co ostatecznie doprowadziło do zderzenia dwóch gwiazd neutronowych.
Implikacje dla zrozumienia Wszechświata
Odkrycie sugeruje, że niektóre GRB wydają się pochodzić z przestrzeni międzygalaktycznej, ponieważ ich źródła są zbyt słabe, aby je zobaczyć. Podkreśla to znaczenie zaawansowanych technik obserwacyjnych i danych dotyczących różnych długości fal w identyfikowaniu ukrytych zdarzeń kosmicznych.
„Odkrycie zderzenia gwiazd neutronowych w miejscu, w którym znaleźliśmy, zmienia zasady gry” – mówi Dichiara. „To może być klucz do odpowiedzi nie na jedno, ale na dwa ważne pytania w astrofizyce”.
Badania zespołu, które wkrótce zostaną opublikowane w Astrophysical Journal Letters, podkreślają dynamiczne i gwałtowne procesy kształtujące wszechświat oraz rolę tych ekstremalnych zdarzeń w tworzeniu pierwiastków, od których jesteśmy zależni.
