Astronomer oppdager kilonova assosiert med en nærliggende gammastråleutbrudd

Et internasjonalt team av astronomer har oppdaget en ny kilonova assosiert med en nærliggende gammastråleutbrudd (GRB) kjent som GRB 211211A. Funnet, rapportert i en artikkel publisert 22. april på arXiv.org, kan forbedre vår forståelse av opprinnelsen og naturen til de fortsatt mystiske GRB-ene.

Kilonovaer (også kjent som r-prosess supernovaer) er forbigående hendelser som oppstår når to kompakte objekter, som nøytronstjerner, slå sammen. De antas å sende ut korte gammastråler og sterk elektromagnetisk stråling på grunn av radioaktivt forfall av tunge r-prosesskjerner. Til dags dato er kilonovaer den eneste observerte kilden til r-prosess nukleosyntese i universet, og kan være ansvarlig for å skape de fleste grunnstoffene som er tyngre enn jern.

GRB 211211A ble identifisert 21. desember 2021 av Burst Alert Telescope (BAT) ombord på NASAs Swift-romfartøy, i en avstand på rundt 1,14 milliarder lysår. Den varte i omtrent 51,37 sekunder, og dens spektrale hardhet viste seg å være nær gjennomsnittet av lang-RGB-populasjonen. Lyskurven til dette utbruddet består av flere overlappende pulser som viser liten spektral evolusjon.

En gruppe forskere ledet av Jillian Rastinejad fra Northwestern University i Evanston, Illinois, gjennomførte en multi-bølgelengde oppfølgingsobservasjonskampanje av GRB 211211A for å kaste mer lys over dens natur. Til dette formålet brukte de slike instrumenter som Nordic Optical Telescope (NOT), Calar Alto Observatory eller Karl Jansky Very Large Array (VLA).

Optisk bildebehandling av denne GRB har avslørt en ukatalogisert kilde som blekner raskt i løpet av de første tre dagene etter utbruddet. Ytterligere observasjoner i K-bånd med Gemini-North-teleskopet, oppdaget kilde med en K-båndslysstyrke på 22,4 mag, noe som indikerer et sterkt infrarødt overskudd sammenlignet med den optiske etterglødende lyskurven. Etterpå ble IKKE avbildning utført 17 dager etter at utbruddet identifiserte en tilknyttet supernova (SN).

Resultatene tyder på at denne SN virkelig er en kilonova. Forskerne fant at det antatte fusjon kastet ut rundt 0,04 solmasser av r-prosessrikt materiale. Dette samsvarer med sammenslåingen av to nøytronstjerner med masse nær 1,4 solmasser.

“Hvis vi antar at progenitor-binæren består av to nøytronstjerner og bruker spådommer fra fusjonssimuleringer for å begrense de relative komponentmassene og hastighetene, får vi en god tilpasning med en 1,4+1,3 solmassebinær som produserer ≈ 0,02 solmasser av ejecta, selv om matching av lysstyrken den første dagen kan kreve ytterligere oppvarming av GRB-jetstrålen over den minuttlange tidsskalaen til utbruddet,” forklarte astronomene.

I følge forfatterne av artikkelen, innebærer deres påvisning av en kilonova etter en lang GRB at de nåværende nøytronstjernesammenslåingsratene beregnet fra korte GRB-er kan undervurdere den sanne populasjonen. De antar at fusjoner knyttet til langvarige GRB-er kan bidra betydelig, både til den kompakte objektfusjonshastigheten og til r-prosessanriking.

---

---

© 2022 Science X Network