През август на 2017 г. се случи друг голям пробив, когато Лазерната интерферометрова гравитационно-вълнова обсерватория (LIGO) открива вълни, за които се смята, че са причинени от сливане на неутронна звезда. Малко след това учените от LIGO, Advanced Dego и космическия телескоп Fermi Gamma-Ray успяха да определят къде в небето се е случило това събитие (известно като килонова).
Този източник, известен като GW170817 / GRB, е бил обект на множество последващи проучвания, тъй като се смяташе, че сливането може да доведе до образуването на черна дупка. Според ново проучване на екип, който анализира данните от рентгеновата обсерватория Чандра от НАСА след събитието, учените вече могат да твърдят с по-голяма увереност, че сливането създаде нова черна дупка в нашата галактика.
Изследването, озаглавено „GW170817 Най-вероятно направи черна дупка“, наскоро се появи през Астрофизичните списания. Изследването беше ръководено от Дейвид Пули, асистент по физика и астрономия в университета Trinity, Сан Антонио, и включва членове от Тексаския университет в Остин, Калифорнийския университет в Бъркли и лабораторията за енергичен космос в Казахстан на университета Назарбаев.
За целите на своето проучване екипът анализира рентгенови данни от Чандра, взети в дните, седмиците и месеците след откриването на гравитационните вълни от LIGO и гама лъчи от мисията на НАСА Ферми. Докато почти всеки телескоп в света е наблюдавал източника, рентгеновите данни са били критични за разбирането на случилото се след сблъсъка на двете неутронни звезди.
Докато наблюдение на Чандра два до три дни след събитието не успя да открие източник на рентгенови лъчи, последващите наблюдения, направени 9, 15 и 16 дни след събитието, доведоха до открития. Източникът изчезна за известно време, докато GW170817 премина зад Слънцето, но бяха направени допълнителни наблюдения около 110 и 160 дни след събитието, като и двете показаха значително озаряване.
Докато данните от LIGO предоставиха на астрономите добра оценка на масата на получения обект след сливането на неутронните звезди (2.7 слънчеви маси), това не беше достатъчно, за да се определи какво е станало. По същество това количество маса означаваше, че е било или най-масивната неутронна звезда, открита някога, или черна дупка с най-малка маса, открита някога (предишните рекордьори са четири или пет слънчеви маси). Както обясни Дейв Пули в прессъобщение на НАСА / Чандра:
„Докато неутронните звезди и черните дупки са загадъчни, ние изследвахме много от тях във Вселената, използвайки телескопи като Чандра. Това означава, че имаме както данни, така и теории за това как очакваме подобни обекти да се държат при рентгенови лъчи. "
Ако неутронните звезди се слеят и образуват по-тежка неутронна звезда, тогава астрономите биха очаквали тя да се върти бързо и да генерира и много силно магнитно поле. Това също би създало разширен мехур от високоенергийни частици, което би довело до ярки рентгенови емисии. Данните от Чандра обаче разкриха рентгенови емисии, които бяха няколкостотин пъти по-ниски от очакваното от масивна, бързо въртяща се неутронна звезда.
Сравнявайки наблюденията на Чандра с тези на Карл Г. Янски много голям масив (VLA) от НФС, Пули и неговият екип също успяха да заключат, че излъчването на рентгенови лъчи се дължи изцяло на ударната вълна, причинена от сливането, пробиващо в околните газ. Накратко, нямаше следи от рентгенови лъчи, получени от неутронна звезда.
Това силно предполага, че полученият обект всъщност е бил черна дупка. Ако бъдат потвърдени, тези резултати биха означавали, че процесът на образуване на черна дупка понякога може да бъде сложен. По същество GW170817 би бил резултат от две звезди, подложени на експлозия на свръхнова, която остави след себе си две неутронни звезди в достатъчно стегната орбита, че в крайна сметка те се събраха. Както обясни Пауън Кумар:
„Може би сме отговорили на един от най-основните въпроси за това ослепително събитие: какво направи тя? Астрономите отдавна подозират, че сливанията на неутронни звезди ще образуват черна дупка и ще предизвикат изблици на радиация, но досега нямахме сериозен случай за това. "
В бъдеще твърденията, представени от Пули и неговите колеги, могат да бъдат тествани чрез бъдещи рентгенови и радио наблюдения. Инструментите от следващо поколение - като Square Kilometer Array (SKA), който в момента се изгражда в Южна Африка и Австралия, и разширеният телескоп на ESA за високоенергична астрофизика (Athena +) - биха били особено полезни в това отношение.
Ако остатъкът се окаже масивна неутронна звезда със силно магнитно поле в края на краищата, тогава в следващите години източникът трябва да стане много по-ярък в дължините на рентгеновите и радиовълни, тъй като високоенергийният балон наваксва забавящия се шок вълна. Тъй като ударната вълна отслабва, астрономите очакват тя да продължи да става по-бледа, отколкото беше наскоро наблюдавана.
Независимо от това, бъдещите наблюдения на GW170817 са длъжни да предоставят богата информация, според Дж. Крейг Уилър, съавтор на изследването също от Тексаския университет. „GW170817 е астрономическото събитие, което продължава да дава“, каза той. "Ние научаваме толкова много за астрофизиката на най-плътните известни обекти от това едно събитие."
Ако тези последващи наблюдения установят, че тежка неутронна звезда е това, което е резултат от сливането, това откритие би оспорило теориите за структурата на неутронните звезди и колко масивни могат да се получат. От друга страна, ако установят, че тя е образувала мъничка черна дупка, тогава тя ще предизвиква представите на астрономите за долните граници на масата на черните дупки. За астрофизиците това е принципно печеливш сценарий.
Както съавторът Брус Гросан от Калифорнийския университет в Бъркли добави:
„В началото на моята кариера астрономите можеха да наблюдават само неутронни звезди и черни дупки в нашата собствена галактика, а сега наблюдаваме тези екзотични звезди в Космоса. Какво вълнуващо време да сме живи, да видим инструменти като LIGO и Chandra, които ни показват толкова вълнуващи неща, които природата може да предложи. "
Всъщност, погледът по-далеч в Космоса и по-дълбоко назад във времето разкри много за Вселената, която по-рано не беше известна. И с подобрени инструменти, които се разработват с единствената цел да се изучават по-подробно астрономическите явления и на още по-големи разстояния, изглежда няма ограничение за това, което бихме могли да научим. И не забравяйте да разгледате това видео за сливането на GW170817, любезно предоставено от рентгеновата обсерватория Чандра:
