EIN Neutronenstern 11.400 Lichtjahre entfernt ist dazu verdammt, mit seinem riesigen Begleiter zu kollidieren. Zu diesem Zeitpunkt wird der Riese auch ein Neutronenstern sein, der eine Explosion auslöst, die die Tausende von Lichtjahren entfernte Galaxie mit Edelmetallen, den sog Kilonova.
Die Zusammensetzung des Universums hängt von extrem seltenen Ereignissen ab. Supernovae, die etwa einmal im Jahrhundert in Galaxien von der Größe der Milchstraße auftreten, erzeugen und verteilen Metalle, die die Grundlage zukünftiger Planeten bilden werden. Einige der seltensten Metalle erfordern etwas noch Exotischeres, die Kollision zweier Neutronensterne, die erstmals 2017 beobachtet wurde Gravitationswellen hat uns auf einen aufmerksam gemacht wichtigsten Ereignisse in der astronomischen Geschichte.
Neutronensterne sind das Ergebnis von Supernovae von Sternen, deren Masse das 10- bis 25-fache der Sonnenmasse beträgt. Obwohl Tausende von ihnen in der Milchstraße existieren, umkreisen sich nur selten zwei, so wurde die Entdeckung eines zukünftigen solchen Paares durch das 1,5-Meter-Teleskop SMARTS in Chile angekündigt Natur, ist eine atemberaubende Leistung. Selbst einige Neutronensterne in gegenseitiger Umlaufbahn werden niemals eine Kilonova bilden, wenn der Abstand zwischen ihnen zu groß ist. Daher macht die Entdeckung, dass das als CPD-29 2176 bekannte System dicht genug ist, um schließlich zusammenzubrechen, eine große Entdeckung zu etwas wirklich Epischem.
Das Neil Gehrels Swift Observatory der NASA wies erstmals auf die Möglichkeit hin, dass an CPD-29 2176 etwas Interessantes sei, als es a beobachtete Magnetar-Typ brach im Jahr 2019 aus. Folgebeobachtungen mit SMARTS enthüllten einen Neutronenstern, der einen massereichen Hauptreihenstern umkreist.
Obwohl der Vorfahre des Neutronensterns einst der massereichere der beiden war, gab er während seiner Roten-Riesen-Phase und des Supernova-Ereignisses vor mehreren Millionen Jahren einen Großteil seiner Masse an seinen Begleiter ab.
Grundsätzlich hat der Hauptreihenstern die richtige Masse, um selbst ein Neutronenstern zu werden, und schließlich werden die beiden kollidieren.
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Die Entwicklung von CPD-29 2176.1, zwei massive blaue Sterne bilden sich in einem Doppelsternsystem. 2, der größte Star nähert sich dem Ende. 3, der kleinere Stern saugt Material von seinem größeren, reiferen Begleiter ab, 4, der größere Stern bildet eine ultra-abgestreifte Supernova. 5, Derzeit saugt der resultierende Neutronenstern Material von seinem Begleiter ab. 6, Der Begleitstern erlebt ebenfalls eine ultra-gestrippte Supernova. 7 bleibt ein Paar Neutronensterne übrig. 8, die beiden Neutronensterne rotieren aufeinander zu, 9 Eine Kilonova, die kosmische Fabrik schwerer Elemente in unserem Universum. Bildnachweis: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld
Erwarten Sie jedoch nichts baldiges. Zuerst muss der überlebende Stern in einer Supernova explodieren, etwas, das mindestens eine Million Jahre entfernt ist. Dann müssen die beiden Umlaufbahnen zerfallen, da Energie in Gravitationswellen transportiert wird, bis sie sich treffen.
Einer der Gründe, warum Kilonovas so selten sind, ist, dass nur eine kleine Minderheit von Sternen die richtige Größe hat, um zu Neutronensternen zu werden. Eine weitere Wendung ist, dass viele Supernova-Explosionen Sterne so stark abstoßen, dass sie am Ende schießen quer durch die Galaxie – manchmal ganz entkommen – verhindert jede Kollision.
Eine Klasse von Explosionen, die als ultra-stripped Supernova bekannt ist, hat jedoch eine geringere Explosionskraft, sodass die beiden Sterne in der Umlaufbahn bleiben können. Ultra-striped Supernovae treten auf, wenn Sterne nahe genug umkreisen, dass die äußeren Schichten abgestreift werden, bevor sie explodieren. Dies muss passiert sein, als der Neutronenstern von CPD-29 2176 vorexplodierte und es ihm ermöglichte, mit seinem Begleiter in Verbindung zu bleiben. Jetzt sind die Umstände reif dafür, dass dasselbe andersherum passiert.
Es mag übertrieben sein, sich vorzustellen, dass unsere gegenwärtige Zivilisation lange genug überleben würde, um CPD-29 2176 Kilonova zu sehen, aber die Beobachtung des Systems in seinem derzeitigen Zustand könnte uns noch viel lehren.
„Seit einiger Zeit spekulieren Astronomen über die genauen Bedingungen, die möglicherweise zu einer Kilonova führen könnten“, Dr. André-Nicolas Chené von NOIRLsb sagte in a Aussage. „Diese neuen Ergebnisse zeigen, dass zumindest in einigen Fällen zwei Schwester-Neutronensterne verschmelzen können, wenn einer von ihnen ohne eine klassische Supernova-Explosion entstanden ist.“
Die Kombination von Umständen, die erforderlich ist, um Paare von Neutronensternen zu erzeugen, die schließlich kollidieren, ist so unwahrscheinlich, dass die Autoren CPD-29 2176 als ein Eins-zu-10-Milliarden-System bezeichnen. Trotzdem sind das ungefähr 10 in der Galaxie, was eine Verbesserung gegenüber dem vorherigen Gedanken darstellt. “Vor unserer Studie war die Schätzung, dass nur ein oder zwei dieser Systeme in einer Spiralgalaxie wie der Milchstraße existieren sollten“, sagte Chené.
Zehn fühlt sich im Vergleich fast normal an. Jetzt geht es darum, die anderen neun zu finden.
Das Papier ist erschienen in Natur.