Forskere pusler om et massivt stjernesystem

Tidligere i år, et internationalt hold af videnskabsmænd annoncerede den anden påvisning af et gravitationsbølgesignal fra kollisionen af ​​to neutronstjerner. Begivenheden, kaldet GW190425, er gådefuldt:Den kombinerede masse af de to neutronstjerner er større end noget andet observeret binært neutronstjernesystem. Den kombinerede masse er 3,4 gange vores sols masse.

En neutronstjerne binær denne massive er aldrig blevet set i vores galakse, og videnskabsmænd er blevet mystificeret over, hvordan det kunne have dannet sig - indtil nu. Et team af astrofysikere fra ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) tror, ​​at de måske har svaret.

Binære neutronstjerner udsender gravitationsbølger - krusninger i rumtiden - når de kredser om hinanden, og videnskabsmænd kan opdage disse bølger, når neutronstjernerne smelter sammen. Gravitationsbølgerne indeholder information om neutronstjernerne, inklusive deres masser.

Tyngdebølgerne fra den kosmiske begivenhed GW190425 fortæller om en binær neutronstjerne, der er mere massiv end nogen tidligere observeret neutronstjerne. enten gennem radiobølge- eller gravitationsbølgeastronomi. En nylig undersøgelse ledet af OzGrav Ph.D. studerende Isobel Romero-Shaw fra Monash University foreslår en dannelseskanal, der forklarer både den høje masse af denne binære og det faktum, at lignende systemer ikke observeres med traditionelle radioastronomiteknikker.

Romero-Shaw siger, "Vi foreslår, at GW190425 blev dannet gennem en proces kaldet" ustabil sag BB masseoverførsel, " en procedure, der oprindeligt blev defineret i 1981. Den starter med en neutronstjerne, der har en stjernepartner:en helium (He) stjerne med en kulstof-ilt (CO) kerne. Hvis heliumdelen af ​​stjernen udvider sig langt nok til at opsluge neutronstjernen, denne heliumsky ender med at skubbe binæren tættere sammen, før den spreder sig. Stjernens kulstof-ilt kerne eksploderer derefter i en supernova og kollapser til en neutronstjerne."

Binære neutronstjerner, der dannes på denne måde, kan være betydeligt mere massive end dem, der observeres gennem radiobølger. De smelter også meget hurtigt sammen efter supernovaeksplosionen, hvilket gør dem usandsynligt at blive fanget i radioastronomiundersøgelser.

"Vores undersøgelse påpeger, at processen med ustabil BB-masseoverførsel kunne være, hvordan det massive stjernesystem blev dannet, " siger Romero-Shaw.

OzGrav-forskerne brugte også en nyligt udviklet teknik til at måle excentricitet af det binære - hvor meget stjernesystemets kredsløbsform afviger fra en cirkel. Deres resultater er i overensstemmelse med ustabil case BB masseoverførsel.

Nuværende jordbaserede gravitationsbølgedetektorer er ikke følsomme nok over for præcist måle excentriciteten; imidlertid, fremtidige detektorer - som rumbaseret detektor LISA, forventes lanceret i 2034 - vil give videnskabsfolk mulighed for at drage mere præcise konklusioner.