Umelcov dojem z GW170817. (ESO/L. Calçada/M. Kornmesser) Teraz sú to už viac ako tri roky, čo sa začala písať históriavôbec prvá detekcia kolízií neutrónových hviezd. Zo vzdialenosti 130 miliónov svetelných rokov astronómovia sledovali brilantný záblesk gama žiarenia, ktorý bol ohlasovaný vlnením gravitačné vlny , keď sa dve mŕtve hviezdy spojili.
Odvtedy astronómovia pozorne sledujú roh vesmíru, v ktorom došlo ku kolízii, aby videli, čo sa stane po takejto násilnej udalosti. A prekvapivo zistili, že stále žiari v röntgenovom spektre dlho potom, čo modely predpovedali, že takéto žiarenie prestane.
„Vstupujeme do novej fázy nášho chápania neutrónových hviezd,“ povedala astronómka Eleonóra Troja z Marylandskej univerzity.
„Naozaj nevieme, čo môžeme od tohto bodu očakávať, pretože všetky naše modely nepredpovedali žiadne röntgenové lúče a boli sme prekvapení, keď sme ich videli 1000 dní po zistení kolízie. Môže trvať roky, kým nájdeme odpoveď na to, čo sa deje, ale náš výskum otvára dvere mnohým možnostiam.“
Udalosť kolízie s názvom GW170817 bola prvýkrát zistená 17. augusta 2017 ako gravitačné vlny vychádzajúce z časti oblohy v súhvezdí Hydra, vďaka LIGO-Virgo. gravitačná vlna detektory.
Potom, len o 1,7 sekundy neskôr, dve vesmírne observatóriá, vesmírny teleskop Fermiho gama lúčov NASA a medzinárodné laboratórium ESA pre astrofyziku gama žiarenia, zachytili intenzívny gama záblesk - najjasnejšie a najenergetickejšie udalosti vo vesmíre - z rovnakej oblasti oblohy.
O deväť dní neskôr astronómovia zachytili žiaru pokrývajúcu elektromagnetické spektrum od rádiových vĺn až po röntgenové lúče. Bolo to niečo nové, čo sme nikdy nevideli po záblesku gama žiarenia. Predtým všetky záblesky gama žiarenia úplne vybledli v priebehu niekoľkých minút, zatiaľ čo táto žiara popierala naše chápanie následkov záblesku gama.
Táto nová emisia dosvitu bola interpretovaná ako výsledok relativistického jetu - teda výtrysk pohybujúci sa značným percentom rýchlosti svetla - od výbuchu kilonova. Keď sa tento prúd rozpína do vesmíru, generuje svoju vlastnú rázovú vlnu, ktorá vyžaruje svetlo v celom spektre, od rádiových vĺn až po röntgenové lúče.
Jas dosvitu ďalej rástol, vrchol dosiahol po 160 dňoch a potom rýchlo zmizol – ale röntgenové žiarenie pretrvávalo. Naposledy ju zachytilo v marci tohto roku röntgenové observatórium Chandra, dva a pol roka po prvej detekcii zrážky; pri následných pozorovaniach v máji pomocou austrálskeho teleskopu Compact Array bola žiara pod prahom detekcie.
(E. Troy)
Troja a jej tím zmapovali röntgenovú žiaru a zistili, že predĺžená emisia je stále v súlade s relativistickým prúdom, ale nie sú si celkom istí, čo mu umožnilo pokračovať tak dlho po zrážke.
Vzhľadom na to, že GW170817 je prvou udalosťou svojho druhu, ktorú sme mohli pozorovať, je pravdepodobné, že existujú veci, ktorým nerozumieme o tom, ako záblesky gama žiarenia a neutrónová hviezda dochádza ku kolíziám.
„Kolízia tak blízko nás, že je viditeľná, otvára okno do celého procesu, ku ktorému máme len zriedka prístup,“ povedal Troy . 'Je možné, že existujú fyzikálne procesy, ktoré sme nezahrnuli do našich modelov, pretože nie sú relevantné v skorších štádiách, s ktorými sme viac oboznámení, keď sa tvoria prúdy.'
Je tiež možné, že to nie je samotný prúd, ktorý spôsobil rozšírenú emisiu, ale rozpínajúci sa oblak plynu z kilonovy, ktorý nasledoval za ním a vytvoril svoju vlastnú rázovú vlnu. Ak sa viaceré rázové vlny odohrávajú v rôznych časoch a správajú sa odlišne, mohlo by to vysvetliť rozdiely v tom, ako rôzne vlnové dĺžky vybledli.
Alebo röntgenové lúče mohli byť predĺžené tým, čo výskumníci nazvali „pokračujúce vstrekovanie energie centrálnym motorom s dlhou životnosťou“ – točo po zrážke zostalopokračovalo vo vyžarovaní röntgenového žiarenia.
V súčasnosti nemáme dostatok údajov, aby sme zistili, ktorý z týchto scenárov spôsobil pokračujúcu žiaru, ale niektoré veci sú jasné. Po prvé, úplne nerozumieme zlúčeniu neutrónových hviezd. V našich modeloch niečo chýba a iba pokračujúce pozorovania a analýzy pomôžu zistiť, čo to je.
Po druhé, keďže táto žiara bola identifikovaná iba v súvislosti s kolíziou neutrónových hviezd, mohla by to byť signatúra, ktorú môžeme použiť na identifikáciu iných zrážok neutrónových hviezd, ktoré sme mohli prehliadnuť. Jeho charakteristiky by sa mohli použiť na hľadanie podobných emisií v archívoch röntgenových údajov na odhalenie týchto zmeškaných udalostí.
Ďalšie pozorovania časti oblohy GW170817 sa začnú v decembri tohto roku a astronómovia si nie sú istí, čo nájdu. V každom prípade to pomôže obmedziť naše chápanie udalosti.
„Môže to byť posledný nádych historického zdroja alebo začiatok nového príbehu, v ktorom sa signál v budúcnosti opäť rozjasní a môže zostať viditeľný po celé desaťročia alebo dokonca storočia,“ povedal Troy . 'Čokoľvek sa stane, táto udalosť mení to, čo vieme o zlučovaní neutrónových hviezd a prepisovaní našich modelov.'
Výskum sa má objaviť v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti , a je k dispozícii na arXiv .