"Explozie perfectă": fuziunea unor stele neutronice creează o explozie cosmică sferică

Astronomii au observat ceea ce ar putea fi "explozia perfectă".
O explozie colosală şi absolut sferică declanşată de fuziunea a două rămăşiţe stelare foarte dense, numite stele neutronice, cu puţin timp înainte ca entitatea combinată să se prăbuşească pentru a forma o gaură neagră.
Explozia, numită kilonovă, a creat o minge de foc de materie luminoasă care s-a extins rapid înainte de a se prăbuşi pentru a forma o gaură neagră.

Sursa foto: Twitter

Miercuri, cercetătorii au descris pentru prima dată contururile tipului de explozie, numită kilonovă, care are loc atunci când stelele neutronice fuzionează. Mingea de foc de materie luminoasă care se extinde rapid şi pe care au detaliat-o le-a sfidat aşteptările.

Cele două stele neutronice, cu o masă combinată de aproximativ 2.7 ori mai mare decât cea a Soarelui nostru, au orbitat una în jurul celeilalte timp de miliarde de ani înainte de a se ciocni la viteze mari şi de a exploda. Acest lucru s-a desfăşurat într-o galaxie numită NGC 4993, aflată la aproximativ 140-150 de milioane de ani lumină de Pământ, în direcţia constelaţiei Hydra.

Existenţa exploziilor de kilonove a fost propusă în 1974 şi confirmată în 2013, dar nu se ştia cum arată acestea până când aceasta a fost detectată în 2017 şi studiată intensiv, potrivit The Guardian.

„Este o explozie perfectă din mai multe puncte de vedere. Este frumoasă, atât din punct de vedere estetic, prin simplitatea formei, cât şi prin semnificaţia sa fizică", a declarat astrofizicianul Albert Sneppen de la Centrul Cosmic Dawn din Copenhaga, autorul principal al cercetării publicate în revista Nature.

„Din punct de vedere estetic, culorile pe care kilonova le emite arată literalmente ca un soare, cu excepţia, desigur, a faptului că are o suprafaţă de câteva sute de milioane de ori mai mare. Din punct de vedere fizic, această explozie sferică conţine fizica extraordinară din centrul acestei fuziuni", a adăugat Sneppen.

Cercetătorii se aşteptau ca explozia să arate poate ca un disc aplatizat, o colosală clătită cosmică luminoasă, eventual cu un jet de material care să iasă din ea.

„Ca să fiu sincer, ne întoarcem cu adevărat la planşa de desen cu acest lucru", a declarat astrofizicianul şi coautorul studiului de la Cosmic Dawn Center, Darach Watson.

„Având în vedere natura extremă a condiţiilor fizice - mult mai extremă decât o explozie nucleară, de exemplu, cu densităţi mai mari decât un nucleu atomic, temperaturi de miliarde de grade şi câmpuri magnetice suficient de puternice pentru a distorsiona formele atomilor - este foarte posibil să existe aici o fizică fundamentală pe care nu o înţelegem încă", a adăugat Watson.

Kilonova a fost studiată cu ajutorul telescopului Very Large Telescope al Observatorului European de Sud din Chile.

Istoria lor

Cele două stele neutronice şi-au început viaţa ca stele normale masive într-un sistem de două stele numit binar. Fiecare a explodat şi s-a prăbuşit după ce a rămas fără combustibil, lăsând în urmă un nucleu mic şi dens cu un diametru de aproximativ 20 km, dar cu o masă mai mare decât cea a soarelui.

Treptat, ele s-au apropiat una de cealaltă, orbitând cu mare viteză. Fiecare dintre ele a fost întinsă şi îndepărtată în ultimele secunde înainte de fuziune din cauza puterii câmpului gravitaţional al celeilalte. Părţile lor interioare s-au ciocnit la aproximativ 25% din viteza luminii, creând cele mai intense câmpuri magnetice din univers. Explozia a dezlănţuit pentru câteva zile luminozitatea a aproximativ un miliard de sori.

Cele două au format pentru scurt timp o singură stea neutronică masivă, care apoi s-a prăbuşit pentru a forma o gaură neagră, un obiect şi mai dens, cu o gravitaţie atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa.

Între timp, părţile exterioare ale stelelor neutronice au fost întinse în şiruri lungi, cu o parte din material aruncat în spaţiu. În timpul procesului, densităţile şi temperaturile au fost atât de intense încât s-au forjat elemente grele, inclusiv aur, platină, arsenic, uraniu şi iod.

Cercetătorii au oferit câteva ipoteze pentru a explica forma sferică a exploziei, inclusiv energia eliberată de câmpul magnetic enorm al stelei neutronice unice de scurtă durată sau rolul unor particule enigmatice numite neutrini.

„Acest lucru este fundamental uimitor şi reprezintă o provocare interesantă pentru orice teoreticieni şi simulări numerice", a declarat Sneppen. „Jocul a început".

Sursa Mediafax.ro