Kilonovien ominaisuudet ja havaitseminen

Abstract

Tutkielmassa esitellään kilonovien muodostumisen prosessi neutronitähdistä tai neutronitähdestä ja mustasta aukosta muodostuvan kaksoistähtijärjestelmän yhteensulautumisen tuloksena sekä käydään läpi sille tyypillisiä ominaisuuksia. Tämän jälkeen esitellään myös mahdollisten kilonovatapahtumien löytämisen ja havaitsemisen prosessi sekä annetaan esimerkkinä 2017 vuoden kilonovahavainto AT 2017gfo. Kilonovalle, joka on supernovan ja novan kaltainen transientti-ilmiö, ominaista on esimerkiksi r-prosessi ja siihen liittyvä raskaimpien alkuaineiden muodostuminen yhteensulautumisen vapauttamassa aineessa. Muita piirteitä ovat neutronitähdistä tai neutronitähdestä ja mustasta aukosta muodostuvien kaksoistähtien yhdistymisen hetkellä muodostuvat gravitaatioaallot sekä lyhyt gammapurkaus. Tämän lisäksi kohteesta voidaan havaita monen muun aallonpituuden säteilyä. Kilonovien löytämisessä ja havaitsemisessa gravitaatioaallot ovat tärkeässä asemassa, sillä niiden avulla voidaan löytää taivaalta paikka, jossa mahdollisesti kilonova on tapahtunut. Kilonovien tutkimuksessa käytetään gravitaatioaaltojen lisäksi myös monen eri aallonpituuden säteilyä havaitsevia observatorioita, sillä kilonova säteilee energiaa niin monella eri aallonpituudella. Itse kilonova säteilee suurimmaksi osaksi optisen ja lähi-infrapunan aallonpituudella, mutta sen kanssa ilmenevä lyhyen gammapurkauksen jälkihehku koostuu suurimmaksi osaksi radio- ja röntgensäteilystä. Tutkimusryhmien yhteistyön ja gravitaatioaaltoihin liittyvän tutkimuksen kehityksen ansiosta tutkijat ovat vihdoin löytäneet ensimmäisen, ja tähän mennessä ainoan, vahvistetun kilonovan vuonna 2017. Tutkielmassa käydään läpi tapahtuman havaitsemisen eri vaiheet ja kerrotaan tärkeimpiä tuloksia, joita saatiin tästä omalaatuisesta kilonovahavainnosta.