v srpna 2017 , Laserový interferometr Gravitation-Wave Observatory (LIGO) detekoval vlny, o kterých se věřilo, že jsou způsobeny splynutím neutronových hvězd. Tato „kilonova“ událost, známá jako GW170817, byla první astronomickou událostí, která byla detekována v gravitačních i elektromagnetických vlnách – včetně viditelného světla, gama paprsků, rentgenových paprsků a rádiových vln.
V měsících následujících po sloučení pozorovaly orbitální a pozemní dalekohledy po celém světě GW170817, aby zjistily, co z toho vzešlo. Podle a nové studium mezinárodním týmem astronomů spojení vytvořilo úzký výtrysk materiálu, který se dostal do mezihvězdného prostoru rychlostí blížící se rychlosti světla.
Studie, která popisuje jejich zjištění s názvem „ Nadsvětelný pohyb relativistického výtrysku při splynutí neutronové hvězdy GW170817 “, nedávno se objevil v časopisePříroda.Studii vedl Kunal Mooley, Jansky Research Fellow z Caltechu a spol Národní radioastronomická observatoř (NRAO); Adam Deller, od OzGrav a Centrum astrofyziky a superpočítačů Swinburne University ; a Ore Gottlieb, doktorand z Tel Avivské univerzity.
Umělcova ilustrace dvou splývajících neutronových hvězd. Úzké paprsky představují záblesk gama záření, zatímco vlnící se časoprostorová mřížka ukazuje gravitační vlny. Kredit: National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet
Připojili se k nim členové z NRAO, California Institute of Technology (Caltech), Onsala Space Observatory, The Hebrew University of Jerusalem, Texas Tech University a Princeton University. V zájmu své studie spojil tým data z NSF Velmi dlouhé základní pole (VLBA), Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) a Teleskop Roberta C. Byrda Green Bank (GBT).
Pomocí těchto dat byli schopni vyřešit dlouhotrvající záhadu o sloučení, která spočívala v tom, zda vytvořilo proud materiálu proudícího z jeho pólů. Vědci se domnívali, že tomu tak bylo, protože takové výtrysky jsou nutné k vytvoření záblesků gama záření, o kterých se předpokládá, že jsou způsobeny sloučením párů neutronová hvězda.
Po pozorování objektu 75 dní po sloučení a poté znovu po 230 dnech tým zjistil, že oblast rádiového vyzařování ze sloučení se pohybovala neuvěřitelnou rychlostí. Tato pozorování mohla být vysvětlena pouze přítomností silného tryskáče. Jak vysvětlil Dr. Mooley v NRAO tisková zpráva :
„Naměřili jsme zdánlivý pohyb, který je čtyřikrát rychlejší než světlo. Tato iluze, nazývaná superluminální pohyb, vzniká, když je výtrysk namířen téměř k Zemi a materiál výtrysku se pohybuje blízko rychlosti světla.
Umělcův dojem z události kilova s obrázky ukazujícími, jak se výsledný objekt v průběhu času rozjasnil. Poděkování: NASA/CXC/Trinity University/D. Pooley a kol. Ilustrace: NASA/CXC/M.Weiss
'Na základě naší analýzy je tento výtrysk s největší pravděpodobností velmi úzký, maximálně 5 stupňů široký a byl namířen pouze 20 stupňů od směru Země.' přidal Adam Deller. 'Ale aby odpovídala našim pozorováním, materiál v trysku také musí vystřelovat směrem ven rychlostí více než 97 procent rychlosti světla.'
Z těchto nových dat se objevil nový scénář, který vysvětluje, co se stalo po události kilonova. Sloučení v podstatě způsobilo explozi, která vymrštila kulový obal trosek ven. Mezitím se sloučené neutronové hvězdy zhroutily a vytvořily černou díru, která k ní začala přitahovat materiál. To vedlo k pádu materiálu do rychle se otáčejícího disku kolem černé díry, který vytvořil pár výtrysků vystřelujících ven z jejích pólů.
Jako Gregg Hallinan z Caltechu vypíchnut , umístění trysek bylo velmi šťastné. 'Měli jsme štěstí, že jsme mohli pozorovat tuto událost, protože pokud by tryska byla namířena mnohem dále od Země, rádiová emise by byla příliš slabá na to, abychom ji detekovali,' řekl.
Údaje z těchto nejnovějších pozorování také ukázaly, že výtrysk interagoval se skořápkou trosek, která vytvořila „kokon“ materiálu, který se rozšiřuje směrem ven pomaleji než výtrysky. To pomohlo vyřešit další záhadu, kterou bylo, zda detekované rádiové zdroje byly či nebyly výsledkem interakce s kokonem nebo pocházely z výtrysku materiálu. Jako Ore Gottlieb vysvětlil :
'Naše interpretace je taková, že zámotek dominoval rádiovému vyzařování zhruba do 60 dnů po sloučení a později emise dominovaly tryskové.'
Ilustrace výsledné černé díry způsobené GW170817. Poděkování: NASA/CXC/M.Weiss
Podle výzkumného týmu tato studie podporuje teorii, že existuje souvislost mezi slučováním neutronových hvězd a krátkodobými záblesky gama záření. Ukázalo se také, že výtrysky musí být namířeny relativně blízko k Zemi, aby tyto výbuchy byly detekovatelné našimi observatořemi. Jak Mooley vysvětlil:
'Naše studie ukazuje, že kombinace pozorování z VLBA, VLA a GBT je mocným prostředkem ke studiu jetů a fyziky spojené s událostmi gravitačních vln.'
Navíc pozorování těchto výtrysků – která byla provedena v rádiové části spektra – poskytují nové a fascinující pohledy na tento astronomický jev. Nakonec je to jen poslední překvapení, které GW170817 poskytl astronomům od doby, kdy byl poprvé detekován.