Zderzenie dwóch gwiazd neutronowych to bardzo energetyczne wydarzenie. W tym konkretnym przypadku zakończyło się ono nie tylko niezwykle jasną eksplozją, ale także powstaniem najmniejszej znanej czarnej dziury. Kiedy w kontekście kosmicznym mówimy o “niezwykle jasnej eksplozji”, to nie ma w tym grama przesady. Naukowcy wskazują bowiem, że w momencie zderzenia powstała tu gigantyczna kula ognia, która zwiększała swoje rozmiary niemal z prędkością światła, emitując tyle promieniowania co kilkaset milionów gwiazd takich jak Słońce. Owo promieniowanie powstawało w procesie rozpadu ciężkich pierwiastków radioaktywnych, które powstały w momencie zderzenia.
Międzynarodowy zespół badawczy, kierowany przez The Cosmic DAWN Center w Instytucie Nielsa Bohra do obserwacji tego wyjątkowego zdarzenia wykorzystał kilka różnych teleskopów. Tylko w ten sposób możliwe było prowadzenie ciągłych obserwacji ewolucji opisywanej tutaj kilonowej. Jakby nie patrzeć, wszystkie instrumenty znajdujące się na powierzchni Ziemi obracają się wraz z rotacją naszej planety, a tym samym po kilkunastu godzinach tracą większość obiektów kosmicznych ze swojego pola widzenia. Wykorzystanie teleskopów znajdujących się do Australii po RPA i dorzucenie do tego obserwacji prowadzonych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a pozwoliło na prowadzenie ciągłych obserwacji. W ten sposób udało się zaobserwować to, czego nie zaobserwowałby żaden jeden teleskop naziemny.
Czytaj także: Potężne zderzenie gwiazd neutronowych. Na kilka godzin powstał zaskakujący obiekt
Zderzenie gwiazd neutronowych to wydarzenie, które wymyka się intuicji. Mamy tutaj bowiem do czynienia z dwoma obiektami kompaktowymi o średnicy zaledwie 20 kilometrów i masie kilku mas Słońca. W momencie zderzenia tak ekstremalnych obiektów temperatura rośnie do poziomu miliardów stopni Celsjusza, czyli tysiąckrotnie wyższych od temperatury panującej nawet wewnątrz jądra Słońca. Wnętrze takiej eksplozji można przyrównać do warunków panujących we wszechświecie zaledwie sekundę po Wielkim Wybuchu. W takich warunkach mamy do czynienia z elektronami oderwanymi od jąder atomowych i tworzącymi swoistą zjonizowaną plazmę. Dopiero jakiś czas po eksplozji materia powstała w zderzeniu zaczyna się ochładzać, a elektrony zaczynają się przyłączać do jąder atomowych.
W samym blasku obserwowanej eksplozji naukowcy dostrzegli obecność pierwiastków takich jak stront i itr. To bezpośredni dowód na powstawanie w zderzeniach gwiazd neutronowych pierwiastków cięższych od żelaza. Zapewne także inne ciężkie pierwiastki powstały w tej eksplozji, gdy elektrony ponownie zaczęły łączyć się z jądrami atomowymi. Można nawet powiedzieć, że obserwując ten proces, naukowcy uzyskali wgląd we wczesny etap rozwoju wszechświata. Jakby bowiem nie patrzeć, cały ten proces przypomina formowanie się tzw. kosmicznego promieniowania tła, z którym mieliśmy do czynienia — w skali całego kosmosu — jakieś 370 000 lat po Wielkim Wybuchu. Wtedy też wszechświat ochłodził się na tyle, że elektrony zaczęły łączyć się z jądrami atomowymi, a tym samym światło mogło po raz pierwszy bez problemów przemierzać kosmiczne odległości.
Czytaj także: Gwiazda neutronowa zderzyła się z tajemniczym obiektem. Nie wiadomo czym on jest
Jednym z niezwykłych aspektów tej obserwacji jest ogromna prędkość rozszerzania się kuli ognia po zderzeniu. Ponieważ materia z eksplozji rozszerza się z dużą szybkością, światło potrzebuje godzin, aby przez nią przebyć. Umożliwia to astronomom obserwowanie różnych etapów eksplozji jednocześnie. Spojrzenie na jednym krańcu eksplozji powie nam o tym, co się dzieje w późniejszym punkcie historii, niż spojrzenie na drugi kraniec eksplozji. Podczas gdy elektrony znajdujące się po tej stronie eksplozji, która znajduje się bliżej nas, połączyły się z jądrami atomowymi, po przeciwnej stronie wciąż widzimy jeszcze plazmę i pozbawione elektronów jądra atomowe.
To odkrycie dostarcza kluczowych dowodów na temat procesów, w których powstają ciężkie pierwiastki, rzucając światło na długoletnie pytanie astrofizyczne dotyczące pochodzenia pierwiastków cięższych od żelaza. Dzięki wspólnemu wykorzystaniu danych z teleskopów znajdujących się w różnych miejscach na powierzchni Ziemi naukowcy uzyskali bezprecedensowy wgląd w jedno z najbardziej fascynujących wydarzeń we Wszechświecie.