Röntgenstrahlen, die Jahre nach der Kollision von Neutronensternen nachgewiesen wurden

Die vom Maryland-Team untersuchte Neutronensternverschmelzung – GW170817 – wurde erstmals identifiziert

Gravitationswellen, die warenentdeckt von LIGO im Sternbild Jungfrau am 17. August 2017. Innerhalb weniger Stunden begannen Teleskope auf der ganzen Welt, elektromagnetische Strahlung zu beobachten, darunter Gammastrahlen, Strahlen und Licht, die von der Explosion stammten. Dies war das erste und einzige Mal, dass Astronomen mit Gravitationswellen verbundene Strahlung beobachten konnten, obwohl sie seit langem wussten, dass ein solches Ereignis grundsätzlich möglich war. Alle anderen bisher beobachteten Gravitationswellen sind auf Ereignisse zurückzuführen, die zu schwach und zu weit entfernt waren, als dass die Strahlung von der Erde aus nachgewiesen werden könnte.

Ein paar Sekunden nach GW170817entdeckt wurde, entdeckten Wissenschaftler einen ersten Energieausbruch, der als Gammastrahlenausbruch bekannt ist, gefolgt von einer langsameren Kilonova. Das Licht hielt etwa drei Wochen an, bevor es verblasste. Unterdessen beobachteten Wissenschaftler neun Tage nach der ersten Entdeckung der Gravitationswelle, wie Teleskope etwas beobachteten, was sie noch nie zuvor gesehen hatten: Röntgenstrahlen.

Wissenschaftliche Modelle sagten voraus, dass, wenn das OriginalDer Strahl der Kollision eines Neutronensterns bewegt sich durch den interstellaren Raum und erzeugt eine eigene Stoßwelle, die Röntgenstrahlen, Radiowellen und Licht aussendet. Dieses Phänomen ist als Nachleuchten bekannt. Ein solches Nachleuchten wurde bisher jedoch nicht beobachtet.

Die Forscher verfolgten ständig die Strahlung,ausgehend vom ersten (und bislang einzigen) kosmischen Ereignis, das sowohl in Gravitationswellen als auch im gesamten Lichtspektrum nachgewiesen wurde. Dieses Bild zeigt eine am 17. August 2017 festgestellte Neutronensternkollision, die von der Galaxie NGC 4993 ausgeht. Die neue Analyse liefert mögliche Erklärungen für die Röntgenstrahlen, die von der Kollision noch lange nach dem Verschwinden der anderen Strahlung emittiert wurden und die Modellvorhersagen weit übertrafen. Bildnachweis: E. Troy.

Im Fall von GW170817 erreichte das Nachleuchten etwa 160 Tage nach dem Erkennen der Gravitationswellen seinen Höhepunkt und verschwand dann schnell. Aber die Röntgenstrahlen blieben.

Die neue Studie schlägt mehrere vormögliche Erklärungen für langlebige Röntgenstrahlen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass diese Röntgenstrahlen ein völlig neues Merkmal des Kollisionsnachglühens darstellen und die Dynamik des Gammastrahlenausbruchs sich irgendwie von der erwarteten unterscheidet.

„Die Kollision ist so nah bei uns, dass man sie sehen kann, undöffnet ein Fenster in den gesamten Prozess, zu dem wir selten Zugang haben “, erklärt die Astronomin Eleanor Troy, die auch wissenschaftliche Mitarbeiterin am Goddard Space Flight Center der NASA ist. "Möglicherweise gibt es physikalische Prozesse, die wir nicht in unsere Modelle aufgenommen haben."

Eine andere Möglichkeit ist dasDie Kilonova und die expandierende Gaswolke hinter dem ursprünglichen Strahlungsstrahl könnten ihre eigene Stoßwelle erzeugen, die länger brauchte, um die Erde zu erreichen.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, dass bei der Kollision möglicherweise etwas übrig geblieben ist, möglicherweise die Überreste eines Röntgenstrahl emittierenden Neutronensterns.

Vorher ist noch viel mehr Analyse erforderlichDie Forscher können genau bestätigen, woher die Röntgenstrahlen stammen. Einige Antworten könnten im Dezember 2020 erscheinen, wenn die Teleskope wieder auf GW170817 zielen. Die letzte Beobachtung war im Februar 2020.

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