Αστρονόμοι με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου SMARTS 1,5 μέτρων στο Διαμερικανικό Αστεροσκοπείο Cerro Tololo στη Χιλή, ένα πρόγραμμα του NOIRLab του NSF, ανακάλυψαν το πρώτο παράδειγμα ενός φαινομενικά σπάνιου τύπου διπλού αστρικού συστήματος αστεριών που έχει όλες τις κατάλληλες συνθήκες για να προκαλέσει τελικά μια Kilonova - την εξαιρετικά ισχυρή έκρηξη που δημιουργείται από συγκρουόμενους αστέρες νετρονίων.
Μια τέτοια διάταξη είναι σπάνια σε βαθμό που μόνο περίπου 10 τέτοια συστήματα πιστεύεται ότι υπάρχουν σε ολόκληρο τον Γαλαξία μας. Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature.
Αυτό το ασυνήθιστο σύστημα, γνωστό ως CPD-29 2176, βρίσκεται σε απόσταση περίπου 11.400 ετών φωτός από τη Γη.
Εντοπίστηκε για πρώτη φορά από το παρατηρητήριο Swift του Νιλ Γκέρελς της NASA.
Οι μεταγενέστερες παρατηρήσεις με το τηλεσκόπιο SMARTS επέτρεψαν στους αστρονόμους να συμπεράνουν τα χαρακτηριστικά της τροχιάς και τους τύπους των άστρων που απαρτίζουν αυτό το σύστημα. Ένα άστρο νετρονίων που δημιουργήθηκε από ένα υπερ- συντετριμμένο supernova και ένα στενά περιφερόμενο άστρο μεγάλης μάζας που βρίσκεται στη διαδικασία να γίνει και το ίδιο υπερ - συντετριμμένος σουπερνόβα, αναφέρει το Science Daily.
Ένας υπερ - συντετριμμένο σουπερνόβα είναι η έκρηξη στο τέλος της ζωής ενός αστέρα μεγάλης μάζας που έχει απογυμνωθεί σε μεγάλο μέρος της εξωτερικής του ατμόσφαιρας από έναν συνοδό αστέρα. Αυτή η κατηγορία supernova δεν έχει την εκρηκτική δύναμη ενός παραδοσιακού σουπερνόβα.
Ένας υπερ - συντετριμμένος σουπερνόβα είναι η έκρηξη στο τέλος της ζωής ενός τεράστιου άστρου που είχε απογυμνωθεί μεγάλο μέρος της εξωτερικής του ατμόσφαιρας από ένα συνοδό αστέρι. Αυτή η κατηγορία σουπερνόβα στερείται της εκρηκτικής δύναμης ενός παραδοσιακού σουπερνόβα, η οποία διαφορετικά θα «έκωχνε» ένα κοντινό συνοδό αστέρι έξω από το σύστημα.
«Το σημερινό αστέρι νετρονίων θα έπρεπε να σχηματιστεί χωρίς να εκτοξευθεί ο σύντροφός του από το σύστημα. Ένας υπερ- συντετριμμένος σουπερνόβα είναι η καλύτερη εξήγηση για το γιατί αυτά τα συνοδευτικά άστρα βρίσκονται σε τόσο στενή τροχιά», δήλωσε ο Νόελ Ντ. Ρίτσαρτσον από το Embry-Riddle Aeronautical University και επικεφαλής συγγραφέας της δημοσίευσης. «Για να δημιουργηθεί μια μέρα ένα Kilonova, το άλλο αστέρι θα πρέπει επίσης να εκραγεί ως υπερ- συντετριμμένος supernova, ώστε τα δύο αστέρια νετρονίων να συγκρουστούν τελικά και να συγχωνευθούν» τόνισε.
Εκτός του ότι αντιπροσωπεύει την ανακάλυψη μιας απίστευτα σπάνιας κοσμικής ιδιομορφίας, η εύρεση και η μελέτη τέτοιων συστημάτων προγονικών Kilonova, μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να λύσουν το μυστήριο του τρόπου σχηματισμού των Kilonova, ρίχνοντας φως στην προέλευση των βαρύτερων στοιχείων του Σύμπαντος.
«Για αρκετό καιρό, οι αστρονόμοι υπέθεταν τις ακριβείς συνθήκες που θα μπορούσαν τελικά να οδηγήσουν σε ένα Kilonova,», δήλωσε ο αστρονόμος και συν-συγγραφέας του NOIRLab Αντρέ- Νικολάς Τσένε. «Αυτά τα νέα αποτελέσματα αποδεικνύουν ότι, σε ορισμένες τουλάχιστον περιπτώσεις, δύο αδελφοποιημένοι αστέρες νετρονίων μπορούν να συγχωνευθούν όταν ο ένας από αυτούς δημιουργήθηκε χωρίς μια κλασική έκρηξη σουπερνόβα».
Η παραγωγή ενός τέτοιου ασυνήθιστου συστήματος, ωστόσο, είναι μια μακρά διαδικασία.
«Γνωρίζουμε ότι ο Γαλαξίας περιέχει τουλάχιστον 100 δισεκατομμύρια αστέρια και πιθανώς εκατοντάδες δισεκατομμύρια περισσότερα. Αυτό το αξιοσημείωτο δυαδικό σύστημα είναι ουσιαστικά ένα σύστημα ένα στα δέκα δισεκατομμύρια», είπε ο Τσένε. «Πριν από τη μελέτη μας, η εκτίμηση ήταν ότι μόνο ένα ή δύο τέτοια συστήματα θα έπρεπε να υπάρχουν σε έναν σπειροειδή γαλαξία όπως ο Γαλαξίας».
Αν και αυτό το σύστημα έχει όλα τα κατάλληλα υλικά για να σχηματίσει τελικά μια Kilonova, θα εναπόκειται στους μελλοντικούς αστρονόμους να μελετήσουν αυτό το γεγονός. Θα χρειαστούν τουλάχιστον ένα εκατομμύριο χρόνια για να τελειώσει η ζωή του ως τιτανική έκρηξη σουπερνόβα και να αφήσει πίσω του ένα δεύτερο αστέρι νετρονίων. Αυτό το νέο αστρικό υπόλειμμα και το προϋπάρχον αστέρι νετρονίων θα χρειαστεί στη συνέχεια να ενωθούν σταδιακά σε ένα κοσμικό μπαλέτο, χάνοντας αργά την τροχιακή τους ενέργεια ως βαρυτική ακτινοβολία.
Όταν τελικά συγχωνευθούν, η προκύπτουσα έκρηξη kilonova θα παράγει πολύ πιο ισχυρά βαρυτικά κύματα και θα αφήσει πίσω της μια μεγάλη ποσότητα βαρέων στοιχείων, συμπεριλαμβανομένου του ασημιού και του χρυσού.
«Καθώς κατανοούμε τον αυξανόμενο πληθυσμό συστημάτων όπως το CPD-29 2176, θα αποκτήσουμε μια εικόνα για το πόσο ήρεμοι μπορεί να είναι ορισμένοι αστρικοί θάνατοι και εάν αυτά τα αστέρια μπορούν να πεθάνουν χωρίς παραδοσιακούς σουπερνόβα», αναφέρει ο Ρίτσαρτσον.