Po prvi put, astronomi su pozitivno identifikovali binarni sistem koji je predodređen da jednog dana završi kao kilonova – eksplozivni rezultat sudara neutronske zvezde.
I, ironično, ključni sastojak ove konačne sudbine je par neuspešnih, ugašenih supernova. Smatra se da je ovaj fenomen toliko retkost da se procenjuje da postoji samo 10 takvih binarnih sistema u čitavom Mlečnom putu. Bliže proučavanje ovog sistema trebalo bi da pomogne naučnicima da shvate kako se razvijaju ovi ludi događaji.
„Već neko vreme astronomi su spekulisali o tačnim uslovima koji bi na kraju mogli da dovedu do kilonove“, kaže astronom Andre-Nicolas Chene iz NOIRLab-a.
„Ovi novi rezultati pokazuju da se, u barem nekim slučajevima, dve neutronske zvezde mogu spojiti kada je jedna od njih stvorena bez klasične eksplozije supernove.“
Sudari neutronskih zvezda su retki, ali igraju važnu ulogu u zasejanju Univerzuma teškim elementima kao što su zlato, platina i uranijum. Ovi elementi se ne mogu kreirati unutar zvezdanih jezgara; energija potrebna za zvezdanu nukleosintezu elemenata težih od gvožđa veća je od energije koju ova nukleosinteza proizvodi, što dovodi do neurednog kraja za zvezdu.
Umesto toga, ovi elementi se formiraju u energetskim događajima, kao što su kilonove: imamo dokaze o tome iz GV170817, sudara neutronskih zvezda koji stvara istoriju koji su posmatrali teleskopi širom sveta. Ali ovi događaji su retki i, stoga, prilično misteriozni. Videli smo samo oskudno spajanje neutronskih zvezda, i nikada ranije nismo pronašli sistem koji je predodređen da to postane.
Uđite u binarni sistem nazvan CPD-29 2176, koji se sastoji od neutronske zvezde i vrste masivne plave zvezde zvane Be zvezda, koja se nalazi na oko 11.400 svetlosnih godina od Zemlje. Zvezde Be imaju karakteristike u svom svetlu koje ukazuju na prisustvo materijala oko sebe u obliku diska.
Često se pojavljuju i u binarnim sistemima sa neutronskim zvezdama, emitujući rendgenske zrake dok neutronska zvezda prolazi kroz disk koji okružuje Be zvezdu.
Kada je uočen sjajan rendgenski bljesak sa istog dela neba kao i zvezda Be u CPD-29 2176, astronomi Noel Ričardson i Klarisa Pavao sa aeronautičkog univerziteta Embri-Ridl su pažljivije pogledali, na kraju identifikovali deo svetlosti koji nije koje emituje zvezda Be. To je bila neutronska zvezda.
Takođe su bili u stanju da izračunaju orbitu binarne. I tu su stvari postale zanimljive. Zato što je ta orbita bila neobično kružna, za razliku od eliptičnijih orbita koje se obično vide u takvim binarnim sistemima.
Ovo je pušeći pištolj koji je naveo istraživače da zaključe da je neutronska zvezda rođena u „dud“ supernovi – takođe poznatoj kao ultra-ogoljena supernova.
Obično, kada masivna zvezda postane supernova, ona eksplodira svoj spoljašnji materijal u spektakularnoj eksploziji, dok se preostalo jezgro sruši u neutronsku zvezdu – ultragusti objekat do oko 2,4 puta veći od mase Sunca, spakovanog u sferu. 20 kilometara (12 milja) u prečniku.
U ultra ogoljenoj supernovi, nema dovoljno spoljašnjeg materijala da se eksplodira u svemir. Umesto toga, jezgro se ruši uz malo pompe. Čini se da je to bio slučaj sa CPD-29 2176.
„Zvezda je bila toliko iscrpljena da eksplozija čak nije imala dovoljno energije da izbaci orbitu u tipičniji eliptični oblik koji se vidi u sličnim binarnim sistemima“, kaže Ričardson.
Pa gde je nestao sav taj materijal? Kako je neutronska zvezda došla do kraja svog života, postala je naduvana, stavljajući svoj spoljni omotač u gravitacioni domet Be zvezde, koja ju je gutala pravo gore. Do trenutka kada je zvezda kolabirala u neutronsku zvezdu, bila je potpuno skinuta, lišavajući je materijala koji bi inače stvorio vatromet supernove.
Na kraju, Be zvezda će takođe završiti svoj život kao neutronska zvezda, što će rezultirati binarnom neutronskom zvezdom u orbiti koja se raspada, što će jednog dana proizvesti sudar neutronske zvezde, pri čemu će se dve spojiti da bi proizvele ili veću neutronsku zvezdu, ili crnu rupu. .
„Trenutna neutronska zvezda bi morala da se formira bez izbacivanja svog pratioca iz sistema. Supernova sa ultra ogoljenima je najbolje objašnjenje zašto su ove zvezde pratioci u tako uskoj orbiti“, kaže Ričardson.
„Da bi se jednog dana stvorila kilonova, druga zvezda bi takođe morala da eksplodira kao ultra ogoljena supernova kako bi dve neutronske zvezde mogle da se sudare i spoje.
Međutim, taj dan je daleko. Zvezdi Be ima još najmanje milion godina pre neizbežne transformacije. A spora inspiracija za eventualno spajanje mogla bi potrajati milione više. Ali, sa identifikacijom CPD-29 2176, astronomi imaju novi deo slagalice, koji bi mogao pomoći da se identifikuju drugi takvi sistemi među milijardama zvezda na Mlečnom putu.
„Ovaj sistem otkriva da se neke neutronske zvezde formiraju samo malim udarom supernove“, kaže Ričardson.
„Kako razumemo rastuću populaciju sistema kao što je CPD-29 2176, dobićemo uvid u to koliko mirne mogu biti neke zvezdane smrti i da li ove zvezde mogu da umru bez tradicionalnih supernova.
