Астрономы впервые увидели повторное поярчание килоновой

Астрономы впервые увидели, как увеличилась яркость взрыва килоновой, иницированной слиянием двух нейтронных звезд, спустя несколько лет после вспышки. Предполагается, что это послесвечение, вызванное ударной волной, однако не исключается и вариант аккреции вещества на новообразованный компактный объект. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

В августе 2017 года наземные и космические обсерватории впервые зарегистрировали всплеск гравитационных волн GW170817 от слияния двух нейтронных звезд и сопровождавший это событие взрыв килоновой — это произошло вблизи эллиптической галактики NGC 4993 в созвездии Гидры. В течение первых 70 дней после вспышки от источника наблюдалась комбинация теплового излучения, частично вызванного радиоактивным распадом элементов, рожденных в результате слияния, и нетеплового синхротронного излучения. Эволюция свойства потока излучения от килоновой соответствовала теоретическим предсказаниям о том, что слияния нейтронных звезд — это один из основных источников тяжелых элементов во Вселенной. В течение первых трех лет после вспышки в рентгеновском и радиодиапазонах преобладало излучение структурированной релятивистской струи с первоначальным отклонением от направления на земного наблюдателя в 15–25 градусов, которая распространялась в околозвездной среде с низкой плотностью.

Группа астрономов во главе с Апраджитой Хаджелой (Aprajita Hajela) из Северо-Западного университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений за GW170817 при помощи рентгеновской обсерватории «Чандра», радиотелескопа VLA и радиоинтерферометра MeerKAT, которые охватывали период с 1209 по 1273 день с момента слияния нейтронных звезд.

Ученые зафиксировали появление нового компонента рентгеновского излучения от килоновой спустя более чем 900 дней после вспышки со статистической значимостью 7,2 сигма. В диапазоне энергий квантов 0,3–10 килоэлектронвольт светимость составила 5×10³⁸ эрг в секунду. При этом не было замечено сильного радиоизлучения от источника в исследуемый период времени.

У исследователей возникли две гипотезы, объясняющие данные наблюдений. Первая заключается в том, что мы видим послесвечение килоновой — столкновении ударной волны от взрыва со средой, характеризующейся высокой плотностью. Вторая предполагает генерацию излучения за счет аккреции вещества на новообразованный компактный объект. Лучше всего текущие наблюдения объясняет вторая гипотеза, однако нельзя полностью исключить сценарий аккреции. Если дальнейшие наблюдения за GW170817 выявят увеличение потока радиоизлучения, то, скорее всего, исследователи имеют дело с послесвечением, что означает, что слияние нейтронных звезд не привело к немедленному образованию черной дыры. Если же верен сценарий аккреции, то поток рентгеновского излучения будет оставаться постоянным или быстро спадать.

Ранее мы рассказывали о том, как гравитационные волны от слияния нейтронных звезд подтвердили четырехмерность Вселенной и помогли уточнить ограничения для максимально возможной массы не вращающейся нейтронной звезды. Подробнее о том, какое значение для науки имело это событие, можно прочесть в нашем материале.

Александр Войтюк