Chandra untersucht ein Röntgengeheimnis der epischen Kilonova

Zum ersten Mal untersuchen Astronomen die Nachwirkungen einer Kilonova – eines epischen Energieausbruchs, der auftritt, wenn zwei Neutronensterne kollidieren und verschmelzen. Die NASA hat das Chandra-Röntgenobservatorium verwendet, um die Kilonova GW170817 zu beobachten, und die Beobachtungen haben einige unerwartete Fragen aufgeworfen.

Neutronensterne gehören zu den dichtesten Objekten im Universum, und wenn sie mit einer solchen Kraft kollidieren, erzeugen sie Wellen in der Raumzeit, die als Gravitationswellen bezeichnet werden. Diese Gravitationswellen wurden erstmals 2017 in einem Signal namens GW170817 nachgewiesen. Noch vier Jahre später konnten Astronomen die Nachwirkungen dieses Ereignisses im Röntgenbereich sehen. „Wir haben hier mit der Untersuchung der Nachwirkungen einer Neutronensternverschmelzung Neutronenland betreten“, sagte Aprajita Hajela, Hauptautorin der neuen Forschung, in einer Erklärung .

Es war jedoch etwas Seltsames an den Röntgenbildern dieses Ereignisses. Als die Verschmelzung zum ersten Mal entdeckt wurde, bewegte sich Chandra schnell, um das Paar zu beobachten, aber trotz des epischen Ausbruchs von sichtbarem und infrarotem Licht bei der Kollision wurden keine Röntgenstrahlen beobachtet. Aber als Chandra neun Tage später erneut nachsah, fand sie Röntgenstrahlen.

Forscher glauben, dass dies geschehen sein könnte, weil die Kollision Röntgenstrahlen verursachte, die in verschiedenen Winkeln herausschossen, weshalb Chandra sie zunächst nicht sah, weil sie von der Erde weg gerichtet waren. Mit der Zeit verlangsamten sich die Jets und weiteten sich aus, bis sie sichtbar wurden. Ein weiterer merkwürdiger Befund war, dass die Röntgenstrahlen seit 2018 schwächer geworden waren, aber im März 2020 hörte das auf und die Röntgenstrahlen blieben bei der gleichen Helligkeit. Das lässt die Forscher glauben, dass die Jets nicht die einzige Quelle von Röntgenstrahlen aus der Fusion sind.

„Die Tatsache, dass die Röntgenstrahlen schnell aufhörten zu verblassen, war unser bisher bester Beweis dafür, dass in dieser Quelle etwas anderes als ein Jet in den Röntgenstrahlen entdeckt wird“, sagte Co-Autorin Raffaella Margutti von der University of California in Berkeley. „Eine völlig andere Quelle von Röntgenstrahlen scheint erforderlich zu sein, um zu erklären, was wir sehen.“

Dafür gibt es zwei mögliche Erklärungen. Beide Trümmer der Fusion hatten sich bis zu dem Punkt ausgedehnt, an dem sie eine Schockwelle wie einen Überschallknall erzeugten. Oder es könnte sein, dass die Fusion ein neues Schwarzes Loch geschaffen hat und die Emissionen von Material stammen, das in dieses Schwarze Loch fällt. Um herauszufinden, was davon richtig ist, werden die Forscher sowohl Röntgenstrahlen als auch Radiowellen von der Quelle aus untersuchen.

„Dies wäre entweder das erste Mal, dass wir ein Kilonova-Nachglühen sehen, oder das erste Mal, dass wir Material sehen, das nach einer Neutronensternverschmelzung auf ein Schwarzes Loch fällt“, sagte Co-Autor Joe Bright, ebenfalls von der University of California at Berkeley. „Jedes Ergebnis wäre extrem spannend.“