Международная группа астрономов обнаружила новую килоновую, связанную с гамма-всплеском (GRB), известным как GRB 211211A. Это открытие, о котором сообщается в статье, опубликованной 22 апреля на сайте arXiv, может улучшить наше понимание происхождения и природы все еще загадочных гамма-всплесков.

Килоновые (также известные как сверхновые с r-процессом) — это события, происходящие при слиянии двух компактных объектов, таких как нейтронные звезды. Предполагается, что они испускают короткие гамма-всплески и сильное электромагнитное излучение из-за радиоактивного распада тяжелых ядер r-процесса. На сегодняшний день килоновые являются единственным наблюдаемым источником нуклеосинтеза r-процесса во Вселенной и, возможно, ответственны за образование большинства элементов тяжелее железа.

GRB 211211A был идентифицирован 21 декабря 2021 года телескопом Burst Alert Telescope (BAT) на борту космического аппарата НАСА Swift на расстоянии около 1,14 миллиарда световых лет. Он длился примерно 51,37 секунды, а его спектральные параметры оказались близки к среднему значению гамма-всплеска. Кривая блеска этого всплеска состоит из нескольких перекрывающихся импульсов, демонстрирующих незначительную спектральную эволюцию.

Группа исследователей под руководством Джиллиан Растинежад из Северо-Западного университета в Эванстоне, провела разноволновую наблюдательную кампанию за GRB 211211A, чтобы пролить больше света на его природу. Для этого они использовали такие инструменты, как Северный оптический телескоп (NOT), обсерваторию Калар Альто и Очень большой массив Карла Янского (VLA).

Оптическая съемка этого события выявила незарегистрированный источник, быстро угасающий в течение первых трех дней после вспышки. Дальнейшие наблюдения в К-диапазоне с помощью телескопа Gemini-North выявили источник со светимостью в К-диапазоне 22,4 mag, что указывает на сильный инфракрасный избыток по сравнению с оптической кривой блеска послесвечения. После этого, по результатам съемки NOT, проведенной через 17 дней после вспышки, была обнаружена связанная с ней сверхновая звезда (SN).

Полученные результаты позволяют предположить, что эта SN действительно является килоновой. Исследователи обнаружили, что в результате предполагаемого слияния было выброшено около 0,04 солнечных масс материала, богатого r-процессами. Это соответствует слиянию двух нейтронных звезд с массами, близкими к 1,4 солнечных масс.

«Если мы предположим, что бинарный родоначальник состоит из двух нейтронных звезд и используем предсказания симуляций слияния для ограничения относительных масс и скоростей компонентов, мы получим хорошее соответствие с бинаром с массами 1,4+1,3 солнечных масс, производящим ≈ 0,02 солнечных масс выброса, хотя соответствие светимости в первый день может потребовать дополнительного нагрева струей GRB в течение минутного периода вспышки», — пояснили астрономы.

По мнению авторов статьи, обнаружение килоновой после длинного гамма-всплеска означает, что текущие темпы слияния нейтронных звезд, рассчитанные по коротким гамма-всплескам, могут недооценивать истинное количество таких объектов. Они предполагают, что слияния, связанные с длительными гамма-всплесками, могут внести значительный вклад в скорость слияния компактных объектов.