Obserwacje radiowe potwierdzają superszybkie wyrzucanie materiału w wyniku łączenia się gwiazdy neutronowej

Obserwacje radiowe potwierdzają superszybkie wyrzucanie materiału z łączącej się gwiazdy neutronowej

Dokładne pomiary przy użyciu kolekcji radioteleskopów National Science Foundation (NSF) wykazały, że wąski strumień cząstek przemieszczających się z prędkością bliską prędkości światła wyrzucony w przestrzeń międzygwiazdową tuż po połączeniu się pary gwiazd neutronowych w galaktyce znajdującej się 130 milionów lat świetlnych od Ziemi. Fuzja, która nastąpiła w sierpniu 2017 roku, spowodowała powstanie fal grawitacyjnych, wywołujących wibracje w przestrzeni. Było to pierwsze zdarzenie, w którym natychmiast wykryto zarówno fale grawitacyjne, jak i elektromagnetyczne, w tym promienie gamma, promienie rentgenowskie, światło widzialne i fale radiowe.

Konsekwencje połączenia, nazwanego GW170817, można było obserwować za pomocą orbitujących i naziemnych teleskopów na całym świecie. Naukowcy zauważyli, że charakterystyka powstałych fal zmieniała się w czasie i wykorzystali te zmiany do zidentyfikowania natury zjawisk, które nastąpiły po połączeniu.

Pytanie, które rzucało się w oczy, nawet kilka miesięcy po fuzji, dotyczyło tego, czy zdarzenie to stworzyło wąski, szybko poruszający się strumień materiału, który przedostał się w przestrzeń międzygwiazdową. Było to bardzo ważne, ponieważ takie dżety są niezbędne do wytworzenia takiego typu rozbłysków promieniowania gamma, które według teoretyków powinny być spowodowane łączeniem się par gwiazd neutronowych.

Odpowiedź nadeszła, gdy astronomowie zastosowali kombinację bardzo długiej macierzy linii bazowej (VLBA) NSF, wielkoskalowej macierzy Karla Jansky'ego (VLA) i Teleskopu Green Bank Roberta S. Byrda (GBT). Stwierdzono, że lokalizacja emisji radiowej z zbiegu przemieszczała się w przestrzeni, a ruch był tak szybki, że tylko samolot mógł wyjaśnić jego prędkość.

„Zmierzyliśmy ten ruch, który okazał się czterokrotnie szybszy od światła. Ta iluzja, zwana ruchem ponadświetlnym, pojawia się, gdy dżet znajduje się prawie w kierunku Ziemi, a materiał w nim zbliża się do prędkości światła ”- powiedział Kunal Muli z National Radio Astronomy Observatory (NRAO) i Caltech.

Astronomowie obserwowali obiekt 75 dni po fuzji, a następnie ponownie 230 dni później.

„Opierając się na naszej analizie, ten dżet jest prawdopodobnie bardzo wąski, nie więcej niż 5 stopni szeroki i tylko 20 stopni od kierunku Ziemi” – powiedział Adam Deller z Swinburne University of Technology. „Ale żeby dopasować się do naszych obserwacji, materiał w dżecie musiał również eksplodować na zewnątrz z prędkością ponad 97 procent większą niż prędkość światła”.

Obecny scenariusz zdarzenia jest taki, że początkowe połączenie dwóch supergęstych gwiazd neutronowych spowodowało eksplozję, która wypchnęła kulistą powłokę szczątków na zewnątrz. Gwiazdy neutronowe zapadały się w czarną dziurę, której potężna grawitacja zaczęła przyciągać materiał w jej kierunku. Materiał ten utworzył szybko obracający się dysk, który generował parę strumieni przemieszczających się na zewnątrz z ich biegunów.

W miarę rozwoju tego wydarzenia pojawiło się pytanie, czy dżety wydostaną się ze skorupy szczątków pierwotnej eksplozji. Dane obserwacyjne wykazały, że odrzutowiec wchodził w interakcje z kosmicznymi śmieciami, tworząc szeroki „kokon” materiału, rozszerzający się na zewnątrz. Kokon rozszerzał się wolniej niż dysze.

„Nasza interpretacja jest taka, że ​​kokon zdominował emisję radiową do około 60 dni po fuzji, a później emisje zostały wystawione na działanie dżetu” – powiedział Ore Gottlieb z Uniwersytetu w Tel Awiwie, główny teoretyk badania.

„Mieliśmy szczęście, że mogliśmy obserwować to zdarzenie, ponieważ gdyby dżet był daleko od Ziemi, emisja radiowa byłaby zbyt słaba, aby go wykryć” – dodał Gregg Hollinan z Caltech.

W tej chwili naukowcy są przekonani, że wykrycie szybko poruszającego się dżetu w GW170817 znacząco wzmacnia związek między łączeniem się gwiazd neutronowych a krótkotrwałymi błyskami gamma. Teraz wiedzą, że dżety muszą być skierowane względnie w kierunku Ziemi, aby wykryć rozbłysk gamma.

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: