تلسکوپ فضایی هابل قوی‌ترین مدرک مبنی بر این که انفجارات اشعه گامای کوتاه‌مدت توسط ادغام دو شیء ستاره‌ای فوق‌متراکم و کوچک مانند یک جفت ستاره نوترونی یا یک ستاره نورتونی و یک سیاهچاله آزاد می‌شوند را ارائه کرده است.

این مدرک قطعی از مشاهدات هابل در نور مادون‌قرمز نزدیک یک توپ آتشین در حال ناپدیدشدن به دست آمده که پس از انفجار کوتاه اشعه گاما (GRB) تولید می‌شود.

این پس‌فروزش برای نخستین بار نوع جدیدی از انفجار ستاره‌ای را آشکارسازی می‌کند که kilonova نامیده می‌شود.

پدیده kilonova انفجاری است که پیش‌بینی می‌شود با انفجار اشعه گامای کوتاه‌مدت را همراهی می‌کند.

یک kilonova حدود هزار برابر شفاف‌تر از یک نواختر است، که از فوران یک کوتوله سفید ناشی می‌شود؛ با این حال، چنین انفجار ستاره‌ای فقط یک دهم تا یک صدم شفافیت یک ابرنواختر نوعی را داراست.

انفجارات اشعه گاما، جرقه‌های مرموزی از تشعشع با انرژی بالا هستند که از مسیرهای تصادفی در فضا ظاهر می‌شوند.

انفجارهای کوتاه‌مدت حداکثر اندک ثانیه‌هایی طول می‌کشند، اما گاهی پس‌فروزش‌های ضعیفی را در نور مرئی و نور مادون‌قرمز تولید می‌کنند که تا چندین ساعت یا چندین روز ادامه دارند.

پس‌فروزش‌ها به ستاره‌شناسان در تعیین این موضوع که GRBs در کهکشان‌های دوردست وجود دارند، کمک کرده‌اند؛ با این حال، عامل GRBs کوتاه‌مدت به شکل یک معما باقی مانده بود.

محبوب‌ترین نظریه این بود که ستاره‌شناسان انرژی را مشاهده می‌کنند که هنگامی که دو شی فشرده با یکدیگر برخورد می‌کنند، آزاد می‌شود. اما تاکنون، این دانشمندان مدرک قوی برای اثبات نظریه خود نیافته‌اند.

تیمی از دانشمندان دانشگاه لیسستر انگلستان از تلسکوپ هابل برای مطالعه انفجارهای کوتاه‌مدت در نور مادون‌قرمز نزدیک استفاده کرده‌ است.

مشاهدات آن‌ها پس‌فروزش در حال ناپدیدشدن یک انفجار را آشکارسازی کرد که به نوعی مدرک «دود تفنگ» برای نظریه ادغام را ارائه می‌دهد.

گفته می‌شود، این مشاهده سرانجام معمای منشا انفجارهای اشعه گامای کوتاه‌مدت را حل می‌کند.

بسیاری از ستاره‌شناسان از پیش مدارک فراوانی ارائه‌داده‌اند مبنی بر این که انفجارهای اشعه گامای طولانی‌مدت (انفجارهایی که بیش از دو ثانیه طول می‌کشند) با نابودی ستاره‌های بی‌نهایت عظیم تولید شده‌اند.

با این حال دانشمندان شواهد مشروط ضعیفی در اختیار داشتند مبنی بر این که انفجارهای کوتاه با ادغام اشیای فشرده تولید می‌شوند.

هم‌اکنون مشاهدات تیم علمی دانشگاه لیسستر مدرک قطعی را در پشتیبانی از این سناریو ارائه می‌دهد.

فیزیکدانان نجومی پیش‌بینی کرده‌اند که انفجارهای اشعه‌های گامای کوتاه‌مدت هنگامی ایجاد می‌شوند که یک جفت ستاره نوترونی فوق‌متراکم در یک سیستم دوگانه به یکدیگر مارپیچ می‌شوند.

این رویداد هنگامی به وقوع می‌پیوندد که این سیستم تشعشع گرانشی (موج‌های ریز موجود در ساختار زمان-فضا) را ساطع می‌کند.

انرژی آزادشده توسط امواج موجب می‌شود که این دو شی به یکدیگر نزدیک‌تر شوند.

در میلی‌ثانیه‌های نهایی و زمانی که دو شی ادغام می‌شوند، مارپیچ مرگ ماده بسیار تشعشعی را ساطع می‌کند.

این ماده گرما می‌بیند، منبسط می‌شود و یک انفجار نور را آزاد می‌کند.

این انفجار قدرتمند درست مانند خورشید نور مادون‌قرمز نزدیک و بسیار مرئی را در هر ثانیه ساطع می‌کند.

کشف جدید علاوه بر تایید ماهیت GRBs کوتاه، دارای دو کاربرد مهم است.

نخست این که منشا بسیاری از عناصر شیمیایی سنگین در جهان شامل طلا و پلاتینیم، همواره یک معما بوده است.

پیش‌بینی می‌شود که Kilonovaها چنین عناصری را به مقدار فراوان تشکیل داده و آن‌ها را در فضا افشانه می‌کنند، جایی که این عناصر می‌توانند بخشی از نسل آینده ستارگان و سیاره‌ها شوند.

دوم این که انتظار می‌رود ادغام اشیای فشرده، امواج گرانشی شدیدی را که نخست توسط انشتین پیش‌بینی شدند، ساطع می‌کنند.

امواج گرانشی هنوز کشف نشده‌اند، اما ابزار جدید تحت توسعه ممکن است در چند سال آینده نخستین کشفیات را صورت دهند.

هم‌اکنون به نظر می‌رسد با شکار kilonovaها، ستاره‌شناسان بتوانند رویدادهایی را که موجب بروز هر دو پدیده شده، در کنار یکدیگر بچینند.

جزئیات این مطالعه در Nature منتشر شد.