У 2017. години ЛИГО (Ласер-Интерферометер Гравитацијска таласна опсерваторија) и Девица открили су гравитационе таласе који долазе из спајања две неутронске звезде. Они су тај сигнал назвали ГВ170817. Две секунде након што га је открио, НАСА-ин сателит Ферми открио је гама рафал (ГРБ) који је назван ГРБ170817А. У року од неколико минута, телескопи и опсерваторији широм света отиснули су догађај.
Свемирски телескоп Хуббле играо је улогу у овом историјском откривању спајања две неутронске звезде. Почев од децембра 2017., Хуббле је открио видљиву светлост овог спајања, а у следећих годину и по дана је 10 пута окренуо своје моћно огледало на истој локацији. Резултат?
Најдубља слика последњег сјаја овог догађаја, и један чокок пун научних детаља.
"Ово је најдубље излагање овог догађаја у видљивој светлости", рекао је Вен-фаи Фонг са северозапада, који је водио истраживање. "Што је дубља слика, то више информација можемо добити."
Осим што је пружио дубоку слику накнадног сјаја спајања, Хуббле је открио и неке неочекиване тајне самог спајања, млаза који је створио, као и неке детаље природе кратких распада гама зрака.
За многе научнике, ГВ170817 је ЛИГО-ово најважније откриће до данас. Откриће је освојило награду Бреактхроугх оф тхе Иеар 2017. године из часописа Сциенце. Иако се много разговарало о сударима или спајањима две неутронске звезде, ово је био први пут да су астрофизичари могли да је примете. Пошто су га такође посматрали и у електромагнетном светлу и у гравитационим таласима, то је уједно било и прво „посматрање вишеструких гласника између ова два облика зрачења“, како се наводи у саопштењу за јавност.
То је делимично околност која је омогућила да се то догоди. ГВ170817 је астрономски прилично близу Земље: само 140 милиона светлосних година у елиптичној галаксији НГЦ 4993. Било је ведро и лако је пронаћи.
Судар две неутронске звезде изазвао је килонову. Они су настали када се две неутронске звезде стапају овако, или када се неутронска звезда и црна рупа споје. Килонова је око 1000 пута свјетлија од класичне нове, која се јавља у бинарном систему звијезда када се бијели патуљак и његов пратилац споје. Изузетна светлост килонове узрокована је тешким елементима који се формирају након спајања, укључујући злато.
Спајање је створило млаз материјала који је путовао при малој брзини, што је олакшало затамњивање. Иако је млаз који се забијао у окружујући материјал оно што је спајање учинило тако светлим и лако видљивим, такође је затамнило накнадни сјај догађаја. Да би видели накнадни сјај, астрофизичари су морали бити стрпљиви.
"Да бисмо видели заледје, килонова је морала да се крене са пута", рекао је Фонг. „Сигурно довољно, отприлике 100 дана након припајања, килонова је нестала у заборав, а заостатак је преузео. Међутим, накнадни сјај био је тако слаб, да је препустио најосетљивије телескопе да га снимају.
Ту је дошао Хуббле свемирски телескоп. Децембра 2017, Хуббле је угледао видљиво светло из светла спајања. Од тада до марта 2019. Хуббле је поново посетио афтерглов још 10 пута. Коначна слика била је најдубља до сада, са завидним простором који је загледао на месту где је спајање настало 7,5 сати. Из ове слике астрофизичари су знали да је видљиво светло коначно нестало, 584 дана након спајања две неутронске звезде.
Затамњење догађаја је било кључно и било је слабо. Да би га видели и проучили, тим који стоји иза студије морао је да уклони светлост из околне галаксије, НГЦ 4993. Галактичка светлост је компликована и на неки начин би то рекламирала да "инфицира" накнадни сјај и умањи резултате .
"Да бисте тачно измерили светлост из позадинског светла, морате да уклоните сву другу светлост", рекао је Петер Бланцхард, постдокторски сарадник ЦИЕРА-е и други аутор студије. "Највећи кривац је загађење светлом из галаксије, које је по структури изузетно компликовано."
Али сада су имали 10 Хубблеових слика из позадинског сјаја. На овим сликама килонова је нестала и остало је само накнадно сјај. У финалној слици је нестао и накнадни сјај. Прекрили су коначну слику на осталих 10 слика после светла, а помоћу алгоритма су пажљиво уклонили сву светлост са ранијих Хуббле слика које приказују позадину. Пикел би пикел.
На крају су имали једну серију слика током времена, које су приказале само след, без контаминације из галаксије. Слика се слаже са моделираним предвиђањима, а уједно је и најтачнија временска серија слика накнадног сјаја догађаја.
„Еволуција светлине савршено се подудара са нашим теоретским моделима млазница“, рекао је Фонг. "Такође се савршено слаже са оним што нам говоре радио и рендгенски зраци."
Па шта су пронашли на овим сликама?
Пре свега, област у којој су се неутронске звезде стапале није била густо насељена гроздовима, нешто што је предвиђало претходне студије требало би да буде случај.
„Претходне студије сугеришу да се парови неутронских звезда могу формирати и стапати у густом окружењу глобуларног кластера,“ рекао је Фонг. „Наша запажања показују да то дефинитивно није случај за ово спајање неутронских звезда.“
Фонг такође мисли да је ово дело бацило мало светлости на пуцање гама зрака. Она сматра да су те удаљене експлозије заправо спајања неутронских звијезда попут ГВ170817. Сви производе релативистичке млазнице, према Фонгу, то је само што их посматрају из различитих углова.
Астрофизичари ове млазове обично виде из рафала гама зрака из другог угла него ГВ170817, обично главом. Али ГВ170817 је виђен из угла од 30 степени. То се никада раније није видело у оптичкој светлости.
„ГВ170817 смо први пут да видимо млаз„ ван оси “, рекао је Фонг. „Нова временска серија указује да је главна разлика између ГВ170817 и удаљених кратких гама зрака пухања гледања.“
Документ у коме се наводе ови резултати биће објављен у Астрофизичком часопису Леттерс овог месеца. Под називом је „Оптички накнадни сјај ГВ170817: Структурирани млаз ван оси и дубока ограничења у пореклу глобуларног кластера.“ То се може видети на горе наведеном линку на аркив.орг.
Више:
- Истраживачки рад: Оптички одсјај ГВ170817: Структурно млазно и дубоко ограничење на пореклу глобуларног кластера
- Саопштења за медије: Афтерглов баца светло на природу, порекло судара неутронских звезда
- ЛИГО / Дјевица: ЗАДА МУЛТИ-МЕСЕНГЕРСКЕ АСТРОФИЗИКЕ: ОПАЗОВИ БИНАРСКОГ НЕУТРОНСКОГ ЗВЕЗДА МЕРГЕРА
