През 2017 г. LIGO (Laser-Interferometer Gravitational Wave Observatory) и Дева откриха гравитационни вълни, идващи от сливането на две неутронни звезди. Те кръстиха този сигнал GW170817. Две секунди след като го засича, спътникът на НАСА Ферми откри избухване на гама лъчи (GRB), наречен GRB170817A. Само за броени минути телескопите и обсерваториите по целия свят нагласиха събитието.
Космическият телескоп Хъбъл изигра роля в това историческо откриване на сливане на две неутронни звезди. От декември 2017 г. Хъбъл откри видимата светлина от това сливане и през следващата година и половина завъртя мощното си огледало на едно и също място над 10 пъти. Резултатът?
Най-дълбокият образ на последващото сияние на това събитие и един кок, пълен с научни подробности.
„Това е най-дълбоката експозиция, която някога сме приемали на това събитие във видима светлина“, казва Уен-фай Фонг от Северозапада, който ръководи изследването. "Колкото по-дълбок е изображението, толкова повече информация можем да получим."
Освен че предоставя дълбоко изображение на последващото светене на сливането, Хъбъл разкри и някои неочаквани тайни на самото сливане, създадения от него струя, както и някои подробности за естеството на кратките изблици на гама лъчи.
За много учени GW170817 е най-важното откритие на LIGO до момента. Откритието спечели наградата „Пробив на годината“ през 2017 г. от списание Science. Въпреки че много се говори за сблъсъци или сливания между две неутронни звезди, това за първи път астрофизиците успяха да наблюдават такава. Тъй като те също го наблюдаваха както в електромагнитната светлина, така и в гравитационните вълни, това беше и първото „многопосочно наблюдение между тези две форми на радиация“, както се казва в съобщение за пресата.
Отчасти обстоятелството е станало причина за това. GW170817 е доста близо до Земята в астрономически план: само на 140 милиона светлинни години в елиптичната галактика NGC 4993. Беше ярко и лесно да се намери.
Сблъсъкът на двете неутронни звезди предизвика килонова. Те са причинени, когато две неутронни звезди се сливат по този начин или когато неутронна звезда и черна дупка се сливат. Килонова е около 1000 пъти по-ярка от класическата нова, която се появява в двоична звездна система, когато бяло джудже и неговият спътник се сливат. Изключителната яркост на килонова се причинява от тежките елементи, образуващи се след сливането, включително златото.
Сливането създаде струя материал, който пътува с близка светлинна скорост, което затруднява видимото. Въпреки че струята се забива в съраунд материал е това, което направи сливането толкова ярко и лесно за видимост, също засенчи последващото сияние на събитието. За да видят последващото сияние, астрофизиците трябваше да бъдат търпеливи.
„За да видим последващото сияние, килонова трябваше да се измъкне от пътя“, каза Фонг. „Със сигурност, около 100 дни след сливането, килонова е изчезнала в забвение и последващото сияние е поело. Последващото сияние обаче беше толкова слабо, че го остави на най-чувствителните телескопи, за да го заснеме. "
Точно там влезе космическият телескоп Хъбъл. През декември 2017 г. Хъбъл видя видимата светлина от следната светлина на сливането. Оттогава до март 2019 г. Хъбъл посети повторно светенето още 10 пъти. Окончателното изображение беше най-дълбокото досега, като обхватът на благородното пространство се взираше в мястото, където сливането се случи за 7,5 часа. От това изображение астрофизиците знаеха, че видимата светлина най-накрая е изчезнала, 584 дни след сливането на двете неутронни звезди.
Последващото осветление на събитието беше ключово и беше слабо. За да го види и изучи, екипът, който стои зад изследването, трябваше да премахне светлината от заобикалящата галактика, NGC 4993. Галактическата светлина е сложна и по начин на говорене би „заразила“ последващото светене и ще влоши резултатите ,
„За да измервате точно светлината от последващото сияние, трябва да премахнете цялата друга светлина“, казва Питър Бланчард, докторантура в CIERA и вторият автор на изследването. "Най-големият виновник е светлинното замърсяване от галактиката, което е изключително сложно по структура."
Но те вече имаха 10 изображения на Хъбъл от последващото светене, с които да работят. В тези изображения киноновата я нямаше и остава само последващото сияние. В крайния образ последващото светене също изчезна. Те наслагваха крайното изображение върху останалите 10 изображения на последващото светене и с помощта на алгоритъм внимателно премахваха цялата светлина от по-ранните изображения на Хъбъл, показващи последващо светене. Пиксел по пиксел.
В крайна сметка те имаха поредица от изображения във времето, показващи само последващото сияние без никакво замърсяване от галактиката. Изображението се съгласува с моделирани прогнози, а също така е и най-точната времева серия от изображения на последващото осветление на събитието.
„Еволюцията на яркостта идеално съвпада с нашите теоретични модели на струи“, каза Фонг. „Освен това е напълно съгласен с това, което ни казват радиото и рентгеновите лъчи.“
И така, какво откриха в тези образи?
На първо място зоната, в която неутронните звезди са се слели, не е гъсто населена с клъстери, нещо, което предишните изследвания предвиждаха, трябва да е така.
„Предишни проучвания предполагат, че двойките неутронни звезди могат да се образуват и сливат в плътната среда на кълбовиден клъстер“, казва Фонг. „Нашите наблюдения показват, че определено не е така за това сливане на неутронни звезди.“
Фонг също смята, че тази работа е хвърлила малко светлина върху изблиците на гама лъчи. Тя смята, че тези далечни експлозии всъщност са сливания на неутронни звезди като GW170817. Всички те произвеждат релативистични струи, според Фонг, просто са гледани от различни ъгли.
Астрофизиците обикновено виждат тези струи от изблици на гама лъчи от различен ъгъл от GW170817, обикновено се насочват. Но GW170817 се виждаше от ъгъл от 30 градуса. Това никога досега не е било виждано в оптична светлина.
„GW170817 за първи път успяхме да видим самолета„ извън оста “, каза Фонг. „Новата времева серия показва, че основната разлика между GW170817 и далечните кратки гама-лъчи е ъгълът на видимост.“
Документ, очертаващ тези резултати, ще бъде публикуван в писмата на Astrophysical Journal този месец. Тя е озаглавена „Оптичното последващо сияние на GW170817: Структурирана извън ос оста и дълбоки ограничения за произход на кълбовиден клъстер.“ Вижда се на горната връзка на arxiv.org.
Повече ▼:
- Документ за изследване: Оптичният следсвет на GW170817: Структуриран извън ос оста и дълбоки ограничения за произход на кълбовиден клъстер
- Прессъобщение: Afterglow хвърля светлина върху природата, произход на сблъсъци на неутронни звезди
- ЛИГО / Дева: ЗРАВАТА НА МНОГОПОМОЩЕНАТА АСТРОФИЗИКА: НАБЛЮДЕНИЯ НА БИНАРНИЯ НЕЙТРОНЕН ЗВЕЗДЕН МЕРГЕР
