Исследователь из Университета Арканзаса входит в группу астрономов, которые обнаружили вспышку рентгеновского излучения в галактике, расположенной примерно в 6,5 миллиардах световых лет от нас, что согласуется со слиянием двух нейтронных звезд с образованием магнетар - крупная нейтронная звезда с чрезвычайно мощным магнитным полем. Основываясь на этом наблюдении, исследователи смогли подсчитать, что подобные слияния происходят примерно 20 раз в год в каждой области размером в миллиард световых лет в кубе..
Исследовательская группа, в которую входит Брет Лемер, доцент кафедры физики Университета Арканзаса, проанализировала данные рентгеновской обсерватории Чандра, флагманского рентгеновского телескопа НАСА.
Обследование Chandra Deep Field-South включает в себя более 100 рентгеновских наблюдений одной области неба за период более 16 лет для сбора информации о галактиках по всей Вселенной. Лемер, проработавший в обсерватории 15 лет, сотрудничал с коллегами из Китая, Чили и Нидерландов, а также из Университета штата Пенсильвания и Университета Невады. Исследование было опубликовано в журнале Nature.
Нейтронная звезда - это маленькая, очень плотная звезда, в среднем около 12 миль в диаметре. Нейтронные звезды образуются в результате коллапса звезды, достаточно массивной, чтобы образовалась сверхновая, но недостаточно массивной, чтобы стать черной дырой. Когда две нейтронные звезды сливаются, образуя магнитар, возникает магнитное поле в 10 триллионов раз сильнее, чем у кухонного магнита.
«Нейтронные звезды загадочны, потому что материя в них чрезвычайно плотная и не похожа ни на что, что можно воспроизвести в лаборатории», - объяснил Лемер.«У нас пока нет хорошего понимания физического состояния вещества в нейтронных звездах. Слияния нейтронных звезд дают множество уникальных данных, которые дают нам представление о природе самих нейтронных звезд и о том, что происходит при их столкновении».
Предыдущее открытие слияния двух нейтронных звезд с использованием гравитационных волн и гамма-лучей дало астрономам новое представление об этих объектах. Исследовательская группа использовала эту новую информацию для поиска закономерностей в рентгеновских данных обсерватории Чандра, которые согласовывались с тем, что они узнали о слиянии нейтронных звезд.
Исследователи обнаружили вспышку рентгеновского излучения в данных исследования Chandra Deep Field-South. Исключив другие возможные источники рентгеновского излучения, они определили, что сигналы исходят от процесса образования магнитара двумя нейтронными звездами.
«Ключевым свидетельством является то, как сигнал менялся с течением времени», - сказал Лемер.«У него была яркая фаза, которая стабилизировалась, а затем очень специфическим образом спала. Это именно то, что вы ожидаете от магнетара, который быстро теряет свое магнитное поле из-за излучения».
Похожие расчеты скорости слияния нейтронных звезд были сделаны на основе слияний, обнаруженных гравитационными волнами и гамма-лучами, что усиливает аргументы в пользу использования рентгеновских данных для обнаружения таких экзотических событий слияния во Вселенной.