M15 има двойна неутронна звездна система, която в крайна сметка ще се слее насилствено. Кредит за изображение: NOAO Кликнете за увеличение
Избухванията на гама-лъчи са най-мощните експлозии във Вселената, излъчващи огромни количества високоенергийно излъчване. От десетилетия произходът им беше загадка. Сега учените вярват, че разбират процесите, които произвеждат изблици на гама-лъчи. Новото проучване на Джонатан Гриндлай от Центъра за астрофизика в Харвард-Смитсониан (CfA) и неговите колеги Саймън Портеджис Зварт (Астрономически институт, Холандия) и Стивън Макмилан (Университет Дрексел) предполага преди това пренебрегван източник за някои гама- лъчеви изблици: звездни срещи в кълбовидни клъстери.
„Най-много една трета от кратките изблици на гама-лъчи, които наблюдаваме, могат да дойдат от сливане на неутронни звезди в кълбовидни клъстери“, казва Гриндлай.
Гама лъчите (GRBs) се предлагат в два различни „аромата“. Някои продължават до минута, или дори по-дълго. Астрономите смятат, че тези дълги GRB се генерират, когато масивна звезда избухне в хипернова. Други изблици продължават само за част от секундата Астрономите теоретизират, че късите GRB произхождат от сблъсъка на две неутронови звезди или неутронна звезда и черна дупка.
Повечето двойни неутронни звездни системи са резултат от еволюцията на две масивни звезди, които вече обикалят една около друга. Естественият процес на стареене ще доведе до това, че и двете стават неутронни звезди (ако започнат с дадена маса), които след това се въртят в продължение на милиони или милиарди години, докато се слеят и освободят избухване на гама-лъч.
Изследванията на Grindlay сочат друг потенциален източник на къси GRBs - кълбовидни клъстери. Кълбовидните клъстери съдържат едни от най-старите звезди във Вселената, натъпкани в тесно пространство само няколко светлинни години. Такива тесни квартали провокират много близки звездни срещи, някои от които водят до размени на звезди. Ако неутронна звезда със звезден спътник (като бяло джудже или звезда с главна последователност) замени партньора си с друга неутронна звезда, получената двойка неутронни звезди в крайна сметка ще се спира и ще се сблъска експлозивно, създавайки спукване на гама-лъчи.
„Виждаме тези прекурсорни системи, съдържащи една неутронна звезда под формата на милисекунда пулсар навсякъде в кълбовидни клъстери“, заяви Гриндлей. „Плюс това, кълбовидните клъстери са толкова плътно опаковани, че имате много взаимодействия. Това е естествен начин да се правят системи с двойни неутронни звезди. "
Астрономите извършиха около 3 милиона компютърни симулации, за да изчислят честотата, с която двойни неутронно-звездни системи могат да се образуват в кълбовидни клъстери. Знаейки колко са се образували през историята на галактиката и приблизително колко време отнема да се слее системата, те след това определят честотата на кратките изблици на гама-лъчи, очаквани от бинарните клъстерни клъстери. Те изчисляват, че между 10 и 30 процента от всички кратки гама-лъчи, които наблюдаваме, могат да са резултат от такива системи.
Тази оценка отчита любопитна тенденция, разкрита от последните наблюдения на GRB. Сливанията и по този начин спуквания от така наречените „дискови“ неутронно-звездни двоични файлове - системи, създадени от две масивни звезди, които се образуват заедно и умират заедно - се изчисляват, че се случват 100 пъти по-често, отколкото изблици от клетъчни бинарни бинари. И все пак шепата кратки GRB, които са точно разположени, обикновено идват от галактически ореоли и много стари звезди, както се очаква за кълбовидните клъстери.
"Тук има голям проблем с счетоводството", каза Гриндлей.
За да обясни разминаването, Grindlay предполага, че изблици от дискови файлове вероятно ще бъдат по-трудни за установяване, тъй като те са склонни да излъчват радиация при по-тесни взривове, видими от по-малко посоки. По-тесният „лъч“ може да е резултат от сблъскващи се звезди, чиито завъртания са подравнени с орбитата им, както се очаква за двоични файлове, които са заедно от момента на тяхното раждане. Новосъединените звезди със своите случайни ориентации могат да излъчват по-широки изблици, когато се слеят.
„По-късите GRB вероятно идват от дискови системи - просто не ги виждаме всички“, обясни Grindlay.
Само наполовина дузина къси GRB са точно локализирани от сателитите на гама-лъчите, което прави трудни проучвания трудно. Тъй като се събират повече примери, източниците на кратки GRB трябва да станат много по-добре разбрани.
Документът, който оповестява тази констатация, е публикуван в онлайн броя на Nature Physics от 29 януари. Той е достъпен онлайн на http://www.nature.com/nphys/index.html и в предпечатна форма на http://arxiv.org/abs/astro-ph/0512654.
Със седалище в Кеймбридж, Масачузетс, Центърът за астрофизика в Харвард-Смитсониан (CfA) е съвместно сътрудничество между Смитсоновската астрофизична обсерватория и обсерваторията на Харвардския колеж. Учените от CfA, организирани в шест изследователски отдела, изучават произхода, еволюцията и крайната съдба на Вселената.
Оригинален източник: CfA News Release
