აღმოჩენილია ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახებით წარმოქმნილი შავი ხვრელი - პირველად ისტორიაში
აღმოჩენილია ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახებით წარმოქმნილი შავი ხვრელი - პირველად ისტორიაში

შარშან, პირველად ისტორიაში, ასტრონომებმა ერთმანეთს შეჯახებული ორი ნეიტრონული ვარსკვლავიდან წამოსული გრავიტაციული ტალღები და ხილული სინათლე დააფიქსირეს. ეს ნამდვილი ასტრონომიული საჩუქარი იყო, რომელიც სიურპრიზების გამოჩენას კვლავ განაგრძობს. როგორც ჩანს, ჩვენ წინაშეა კიდევ ერთი ასეთი საჩუქარი — ყველაზე დაბალი მასის მქონე შავი ხვრელი ოდესმე აღმოჩენილთა შორის.

მაღალი მასის ობიექტებისგან გრავიტაციული ტალღები სინამდვილეში მათ შეჯახებამდე გამოიყოფა. შესაბამისად, 2017 წლის აგვისტოში, როცა წყარო GW170817-დან სიგნალი მოვიდა, მსოფლიოს ყველა წამყვანი ტელესკოპი ცის ერთი მონაკვეთისკენ დაირაზმა — გაერკვიათ, რა მოხდა დედამიწიდან 130 სინათლის წლის მანძილზე.

მათ შორის ერთ-ერთი იყო NASA-ს ჩანდრას რენტგენული გამოსხივების ობსერვატორია, რომელიც დედამიწის გარშემო, ორბიტაზე მოძრაობს. რა თქმა უნდა, ჩანდრამ მაშინ ყველაფერი გადაიღო. შეჯახების მოვლენის შემდეგ, ის GW170817-ს თვეების განმავლობაში აკვირდებოდა და აგროვებდა რენტგენული გამოსხივების მონაცემებს, რომელსაც ახლად შექმნილი ობიექტის კომპლექსური დინამიკა უნდა გამოევლინა.

GW170817-მდე დაფიქსირებული გრავიტაციული ტალღები გაცილებით მასიური იყო და წარმოადგენდა ორი შავი ხვრელის შერწყმის შედეგს. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ ამ შეჯახების შედეგად უნდა წარმოქმნილიყო უფრო დიდი შავი ხვრელი.

მაგრამ GW170817-ის შემთხვევაში, შედეგი ცოტა გაურკვეველი იყო. ნეიტრონული ვარსკვლავებიც და შავი ხვრელებიც წარმოადგენს მაღალი მასის მქონე ვარსკვლავთა სასიცოცხლო ციკლის ბოლო სტადიას.


მას შემდეგ, რაც ვარსკვლავის ბირთვი რკინის სინთეზს მოახდენს, იგი პროტონებსა და ელექტრონებს ნეიტრონებამდე და ნეიტრინოებამდე შეკუმშავს. ნეიტრინოები გარბიან, მაგრამ ნეიტრონები ვერა, რადგან წარმოუდგენლად მკვრივად არიან ჩაჭედილი ვარსკვლავის ბირთვის ნარჩენში, რომლის დიამეტრიც მხოლოდ 10-20 კილომეტრია.

მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ თუკი ეს ბირთვი სამ ვარსკვლავურ მასაზე ნაკლებია, ამ სიმკვრივის წნევამ ნეიტრონული ვარსკვლავი უნდა წარმოქმნას. მაგრამ თუკი ბირთვის მასა უფრო მეტია, შავ ხვრელად უნდა კოლაფსირდეს.

მოვლენა GW170817-ში მონაწილე ნეიტრონული ვარსკვლავები ძალიან პატარა იყო. შეჯახების შედეგად წარმოქმნეს ობიექტი, რომელსაც დაახლოებით 2,7 ვარსკვლავური მასა უნდა ჰქონოდა.


მართალია, ეს მაჩვენებელი დაბალია 3 ვარსკვლავურ მასაზე, მაგრამ „ეშმაკობაც“ სწორედ ამაშია. ასტრონომებს აქამდე არასოდეს უნახავთ 2,3 ვარსკვლავურ მასაზე მეტის მქონე ნეიტრონული ვარსკვლავი, ანდაც შავი ხვრელი, რომელსაც 3,7 ვარსკვლავურ მასაზე ნაკლები აქვს. გამომდინარე აქედან, სად გადის საზღვარი, ცოტა არ იყოს, იდუმალებითაა მოცული.

ეს კი იმას ნიშნავს, რომ GW170817 ან ძალიან დიდ ნეიტრონულ ვარსკვლავად უნდა გადაქცეულიყო, ან ძალიან პატარა შავ ხვრელად. ასტრონომები უფრო ამ უკანასკნელს ემხრობიან.

„მიუხედავად იმისა, რომ შავი ხვრელები და ნეიტრონული ვარსკვლავები იდუმალებით მოცული ობიექტებია, ჩანდრას საშუალებით მრავალი მათგანი მაინც შესწავლილი გვაქვს. შესაბამისად, გვაქვს მონაცემები და თეორიები, თუ როგორ იქცევა ორივე მათგანი რენტგენულ სპექტრში“, — ამბობს ასტროფიზიკოსი დეივ პული.

რენტგენული გამოსხივების მონაცემები მიუთითებს, რომ შერწყმიდან 107 დღის შემდეგ, GW170817 უკვე შავ ხვრელად უნდა გადაქცეულიყო.

ამის მიზეზი ის არის, რომ ის მძიმე ნეიტრონულ ვარსკვლავად რომ გადაქცეულიყო, უნდა დაეწყო ღერძის გარშემო სწრაფად მოძრაობა, წარმოექმნა ძალიან ძლიერი მაგნიტური ველი, რომელსაც, თავის მხრივ, უნდა შეექმნა ძალიან კაშკაშა რენტგენული სხივების მიერ წარმოქმნილი მაღალენერგიული ნაწილაკების გაფართოებადი ბუშტი.

ჩანდრას მიერ დაფიქსირებული სიკაშკაშე ასობით მცირე იყო, ვიდრე ამ სცენარის შემთხვევაში უნდა ყოფილიყო.

110-ე და 160-ე დღეს, ობიექტი აკაშკაშდა, რაც ჯგუფის აღმოჩენასთან სრულად მოდის შესაბამისობაში.

„ჩვენ ალბათ პასუხი გავეცით ერთ-ერთ ყველაზე საბაზისო შეკითხვებს ამ თვალისმომჭრელი მოვლენის შესახებ — რა შედეგით დასრულდა ის?“, — ამბობს ოსტინის ტეხასის უნივერსიტეტის ასტრონომი პავან კუმარი.


მისი თქმით, ასტრონომები უკვე დიდი ხანია ვარაუდობდნენ, რომ ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შერწყმის შედეგად შავი ხვრელი და რადიაციის ამოფრქვევები წარმოიქმნება, მაგრამ ამ დრომდე არ არსებობდა მტკიცებულება.

ჯგუფის განცხადებით, ეს რადიაცია მოდის შოკური ტალღისგან, რომელიც, თავის მხრივ, წარმოქმნილია მანამდე ნეიტრონული ვარსკვლავის მიერ ამოტყორცნილ მიმდებარე გაზთან შეჯახებისას.

თუკი მის შიგნით ნეიტრონული ვარსკვლავია, ის ხილული გახდება რამდენიმე წელიწადში, რადგან ნაწილაკთა მიერ წარმოქმნილი ბუშტი დაძლევს შოკურ ტალღას და დაიწყებს რენტგენის გამოსხივებას.

მაგრამ თუ პროგნოზი მართალია და ის შავი ხვრელია, ასე არ მოხდება — თანდათან იგი უფრო მკრთალი გახდება. ნებისმიერ შემთხვევაში, ჯგუფის მიერ ჩატარებული ანალიზები კარგ საფუძველს ქმნის სამომავლო კვლევებისთვის.

და კიდევ, რაც არ უნდა იყოს, ეს ობიექტი ნამდვილად რეკორდულია და ახალ ცნობებს გვაწვდის შავი ხვრელებისა და ნეიტრონული ვარსკვლავების შესახებ.

კვლევა The Astrophysical Journal Letters-ში გამოქვეყნდა.

მომზადებულია chandra.si.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით

დატოვე კომენტარი