Den 17 augusti, 2017, forskare skrev historia med den första direkta observationen av en sammanslagning mellan två neutronstjärnor. Det var den första kosmiska händelsen som upptäcktes i både gravitationsvågor och hela ljusspektrumet, från gammastrålar till radiostrålning.

Nedslaget skapade också en kilonova – en turboladdad explosion som omedelbart skapade guld och platina till ett värde av flera hundra planeter. Observationerna gav det första övertygande beviset på att kilonovaer producerar stora mängder tungmetaller, ett fynd som länge förutspåtts av teorin. Astronomer misstänker att allt guld och platina på jorden bildades som ett resultat av forntida kilonovaer som skapades under kollisioner med neutronstjärnor.

Baserat på data från 2017 års evenemang, först upptäckt av Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), astronomer började justera sina antaganden om hur en kilonova skulle se ut för jordbundna observatörer. Ett team ledd av Eleonora Troja, en associerad forskare vid University of Marylands Department of Astronomy, undersökte på nytt data från en gammastrålning som upptäcktes i augusti 2016 och hittade nya bevis för en kilonova som gick obemärkt förbi under de första observationerna.

NASA:s Neil Gehrels Swift Observatory började spåra händelsen 2016, heter GRB160821B, minuter efter att det upptäcktes. Den tidiga fångsten gjorde det möjligt för forskargruppen att samla in nya insikter som saknades från kilonovaobservationerna av LIGO-händelsen, som inte började förrän nästan 12 timmar efter den första kollisionen. Troja och hennes kollegor rapporterade om dessa nya fynd i tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society den 27 augusti, 2019.

"Händelsen 2016 var väldigt spännande till en början. Den var nära och synlig med alla större teleskop, inklusive NASA:s rymdteleskop Hubble. Men det matchade inte våra förutsägelser – vi förväntade oss att se den infraröda emissionen bli ljusare och ljusare under flera veckor, sa Troja, som också har en tid på NASA:s Goddard Space Flight Center. "Tio dagar efter händelsen, knappt någon signal återstod. Vi var alla så besvikna. Sedan, ett år senare, LIGO-händelsen hände. Vi tittade på vår gamla data med nya ögon och insåg att vi verkligen hade fångat en kilonova 2016. Det var en nästan perfekt matchning. Infraröddata för båda händelserna har liknande ljusstyrka och exakt samma tidsskala."

Likheterna mellan de två händelserna tyder på att 2016 kilonova också berodde på sammanslagning av två neutronstjärnor. Kilonovae kan också vara resultatet av sammanslagning av ett svart hål och neutronstjärna, men det är okänt om en sådan händelse skulle ge en annan signatur i röntgen, infraröd, radio- och optiska ljusobservationer.

Enligt Troja, informationen som samlades in från evenemanget 2016 innehåller inte lika mycket detaljer som observationerna av LIGO-evenemanget. Men bevakningen av de första timmarna – som saknas från registret över LIGO-händelsen – avslöjade viktiga nya insikter om de tidiga stadierna av en kilonova. Till exempel, teamet fick sin första titt på det nya föremålet som fanns kvar efter kollisionen, som inte var synlig i LIGO-händelsedata.

"Resten kan vara en starkt magnetiserad, hypermassiv neutronstjärna känd som en magnetar, som överlevde kollisionen och sedan kollapsade i ett svart hål, " sa Geoffrey Ryan, en Joint Space-Science Institute (JSI) Prize-postdoktor vid UMD-avdelningen för astronomi och medförfattare till forskningsartikeln. "Det här är intressant, eftersom teorin tyder på att en magnetar skulle bromsa eller till och med stoppa produktionen av tungmetaller, som är den ultimata källan till en kilonovas infraröda ljussignatur. Vår analys tyder på att tungmetaller på något sätt kan undkomma det släckande inflytandet från det kvarvarande föremålet."

Troja och hennes kollegor planerar att tillämpa de lärdomar de lärt sig för att omvärdera tidigare händelser, samtidigt som de förbättrar deras inställning till framtida observationer. Ett antal kandidathändelser har identifierats med optiska ljusobservationer, men Troja är mer intresserad av evenemang med en stark infraröd ljussignatur – den avslöjande indikatorn för tungmetallproduktion.

"Den mycket ljusa infraröda signalen från denna händelse gör det utan tvekan den tydligaste kilonova vi har observerat i det avlägsna universum, ", sa Troja. "Jag är väldigt intresserad av hur kilonovaegenskaper förändras med olika stamfader och slutliga rester. När vi ser fler av dessa händelser, vi kan lära oss att det finns många olika typer av kilonovaer alla i samma familj, som är fallet med de många olika typerna av supernovor. Det är så spännande att forma vår kunskap i realtid."