Explosive Neutronensternkollisionen senden immer noch Röntgenstrahlen aus und verwirren Astronomen

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Zwei Neutronensterne kollidieren und erzeugen Gravitationswellen und einen riesigen, hellen Strahl.

Caltech / LIGO

Wann zwei Neutronensterne treffen sichUngefähr 130 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt leuchtete das Universum. Die Kollision zwischen einigen der dichtesten Objekte im Kosmos erzeugte am 17. August 2017 Gravitationswellen und ein Feuerwerk. Dutzende von Teleskopen auf der Erde haben die seltene Verschmelzung über verschiedene Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums erfasst. Zuerst brachen hochenergetische Gammastrahlen aus, gefolgt von Licht- und UV-, Radio- und Infrarotsignalen.

Ungefähr neun Tage nach der Kollision Chandra-Observatorium der NASA zeichnete ein Röntgensignal auf. Nach unserem Verständnis von Neutronensternen sollte es inzwischen verschwunden sein.

In einer neuen Studie, die am Montag in den Monthly Notices der Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, untersuchten die Forscher den Einfluss von Neutronensternen auf den mit GW170817 gekennzeichneten Neutronenstern und stellten fest, dass das Röntgensignal 1000 Tage später noch nachweisbar war.

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“Wir wissen wirklich nicht, was uns von diesem Zeitpunkt an erwartet, da alle unsere Modelle keine Röntgenstrahlen vorhersagten”, sagte Eleonora Troja, Astrophysikerin am Goddard Space Flight Center der NASA und Hauptautorin der Studie, in einer Presse Veröffentlichung.

GW170817 ist die erste Neutronensternfusion, die von den drei auf der Erde stationierten Gravitationswellenobservatorien entdeckt wurde. Die drei Observatorien konnten die Position der Fusion sofort nach ihrem Eintritt triangulieren, sodass die Forscher ihre Teleskope in den Weltraum verwandeln und einen guten Blick auf das Ereignis werfen konnten. Und es ist gewalttätig.

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Da wir nicht viele Neutronensternkollisionen gesehen haben (bisher wurden nur zwei aufgezeichnet und bestätigt), mussten sich Wissenschaftler auf Modelle verlassen, um die Folgen vorherzusagen. Die Modelle stimmten weitgehend mit dem überein, was mit GW170817 festgestellt wurde. Wenn zwei Neutronensterne kollidieren, setzen sie einen Strahl Gammastrahlen und einen riesigen Strahl hellen Gases frei, der als „Kilonova“ bekannt ist. Diese Ereignisse sind vorübergehend – wir sehen sie für einige Tage oder Wochen und dann verschwinden sie. Das war bei GW170817 der Fall.

Aber Chandra, das Röntgenobservatorium der NASA, entdeckte immer noch Röntgenstrahlen an diesem Ort, als es sich auf die Fusion im Februar konzentrierte, zweieinhalb Jahre nachdem sie zum Leben erweckt worden war. Die neuesten Messungen zeigen, dass das Signal verblasst ist, aber der Geist eines Röntgenstrahls immer noch sichtbar und etwas heller als die vorhergesagten Modelle ist. Warum sind diese Röntgenstrahlen noch sichtbar? Dies ist ein Rätsel, das die Forscher zu lösen versuchen.

Es kann eine zusätzliche Komponente der Neutronenstern-Fusionsmodelle geben, die bisher nicht berücksichtigt wurden. Oder vielleicht unterscheidet sich die Dynamik der nach der Kollision freigesetzten Energie ein wenig von dem, was wir erwarten. Eine aufregende Möglichkeit besteht darin, dass die Überreste der Fusion einen röntgenemittierenden Neutronenstern darstellen – obwohl viel mehr Analyse erforderlich ist, um festzustellen, woher das Signal kommt. Astronomen werden ihre Teleskope im Dezember auf GW170817 umstellen und damit eine weitere Gelegenheit bieten, das Rätsel der Fusion zu lösen.

“Was auch immer passiert, dieses Ereignis ändert das, was wir über Neutronensternfusionen wissen, und schreibt unsere Modelle neu”, sagte Troy.

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