Forskare vid Oregon State University har bekräftat att förra höstens förening av två neutronstjärnor faktiskt orsakade en kort gammastrålning.

Resultaten, publicerad idag i Fysiska granskningsbrev , representerar ett viktigt steg framåt i astrofysikernas förståelse av sambandet mellan sammanslagningar av binära neutronstjärnor, gravitationella vågor och korta gammastrålningsutbrott.

Vanligt förkortat som GRB, gammastrålningsutbrott är smala strålar av elektromagnetiska vågor med de kortaste våglängderna i det elektromagnetiska spektrumet. GRB är universums mest kraftfulla elektromagnetiska händelser, som förekommer miljarder ljusår från jorden och kan släppa ut så mycket energi på några sekunder som solen kommer att göra under sin livstid.

GRB delas in i två kategorier, lång och kort varaktighet. Långa GRB är associerade med en massiv stjärnas död eftersom dess kärna blir ett svart hål och kan pågå från ett par sekunder till flera minuter.

Korta GRB hade misstänkts härröra från sammanslagningen av två neutronstjärnor, vilket också resulterar i ett nytt svart hål-en plats där tyngdkraften från supertät materia är så stark att inte ens ljus kan fly. Upp till 2 sekunder är tidsramen för en kort GRB.

Termen neutronstjärna avser den gravitationellt kollapsade kärnan i en stor stjärna; neutronstjärnor är de minsta, tätaste stjärnorna kända. Enligt NASA, neutronstjärnornas material är så tätt packat att en sockerbitstor mängd väger mer än en miljard ton.

I november 2017, forskare från amerikanska och europeiska samarbeten meddelade att de hade upptäckt en röntgen-/gammastrålningsblixt som sammanföll med en explosion av gravitationella vågor, följt av synligt ljus från en ny kosmisk explosion som kallas kilonova.

Gravitationsvågor, en krusning i tyget av tid-rum, upptäcktes första gången i september 2015, en röd bokstavshändelse i fysik och astronomi som bekräftade en av de viktigaste förutsägelserna i Albert Einsteins allmänna relativitetsteori från 1915.

"En samtidig upptäckt av gammastrålar och gravitationella vågor från samma plats på himlen var en viktig milstolpe i vår förståelse av universum, "sa Davide Lazzati, en teoretisk astrofysiker vid OSU College of Science. "Gammastrålarna möjliggjorde en exakt lokalisering av var gravitationsvågorna kom ifrån, och den kombinerade informationen från gravitationell och elektromagnetisk strålning gör det möjligt för forskare att undersöka det binära neutronstjärnsystem som är ansvarigt på aldrig tidigare skådade sätt. "

Innan Lazzatis senaste forskning, dock, det hade varit en öppen fråga om de upptäckta elektromagnetiska vågorna var "en kort gammastrålning, eller bara en kort gammastrålning - den senare är en annan, svagare fenomen.

Sommaren 2017, Lazzatis team av teoretiker hade publicerat ett papper som förutsäger att i motsats till tidigare uppskattningar från astrofysikgemenskapen, korta gammastrålningsutbrott i samband med gravitationell emission av binär neutronstjärnans koalescens kunde observeras även om gammastrålningsutbrottet inte pekade direkt på jorden.

"Röntgen- och gammastrålning kollimeras, som ljuset i en fyr, och kan lätt detekteras endast om strålen pekar mot jorden, "Sa Lazzati." Gravitationsvågor, å andra sidan, är nästan isotropa och kan alltid detekteras. "

Isotropisk refererar till att överföras jämnt i alla riktningar.

"Vi hävdade att interaktionen mellan den korta gammastrålningsstrålen med sin omgivning skapar en sekundär utsläppskälla som kallas kokong, "Sa Lazzati." Kokongen är mycket svagare än helljuset och kan inte detekteras om helljuset pekar mot våra instrument. Dock, det kunde detekteras för närliggande skurar vars stråle pekar bort från oss. "

Under månaderna efter gravitationsvågdetekteringen i november 2017, astronomer fortsatte att observera platsen från vilken gravitationsvågorna kom.

"Mer strålning kom efter utbrottet av gammastrålar:radiovågor och röntgenstrålar, "Sa Lazzati." Det skilde sig från den typiska korta GRB -efterglödningen. Vanligtvis finns det en kort burst, en ljus puls, ljus röntgenstrålning, sedan förfaller det med tiden. Den här hade en svag gammastrålningspuls, och efterglödet var svagt, ljusnade mycket snabbt, fortsatte att lysa, stängde sedan av. "

"Men det beteendet förväntas när du ser det från en observationspunkt utanför axeln, när du inte stirrar ner i strålen, "sa han." Observationen är exakt det beteende vi förutspådde. Vi har inte sett mordvapnet, vi har ingen bekännelse, men de omständigheterna är överväldigande. Detta gör precis vad vi förväntade oss att en jet från en axel skulle göra och är ett övertygande bevis på att fusioner av binära neutronstjärnor och korta gammastrålningsutbrott verkligen är relaterade till varandra. "