През август на 2017 г. Лазерната интерферометрова гравитационна вълнова обсерватория (LIGO) откри вълни, за които се смята, че са причинени от сливане на неутронна звезда. Това „килонова” събитие, известно като GW170817, беше първото астрономическо събитие, открито както в гравитационни, така и в електромагнитни вълни - включително видима светлина, гама лъчи, рентгенови лъчи и радиовълни.
През месеците, които последваха сливането, орбитата и наземните телескопи по света, наблюдаваха GW170817, за да видят какво е резултат от него. Според ново проучване на международен екип от астрономи, сливането произвежда тясна струя материал, която пробива в междузвездното пространство със скорости, приближаващи се до скоростта на светлината.
Изследването, което описва техните открития, озаглавено „Свръхлюминално движение на релативистична струя в сливането на неутрон-звезда GW170817“, наскоро се появи в списанието Nature. Изследването беше ръководено от Kunal Mooley, научен сътрудник на Jansky в Caltech и Националната радиоастрономическа обсерватория (NRAO); Адам Делър, от OzGrav и Центъра за астрофизика и супер изчисления на Университета на Суинбърн; и Оре Готлиб, докторант от университета в Тел Авив.
Към тях се присъединиха членове от NRAO, Калифорнийския технологичен институт (Калтех), Космическата обсерватория Onsala, Еврейският университет в Йерусалим, Texas Texas University и University of Princeton. За целите на своето проучване екипът комбинира данни от много дългия основен масив на NSF (VLBA), много големия масив на Karl G. Jansky (VLA) и телескопа Green Bank на Robert C. Byrd Green Bank (GBT).
Използвайки тези данни, те успяха да разрешат една дългогодишна загадка за сливането, която беше дали тя е произвела струя материал, изтичащ от нейните полюси. Учените подозираха, че това е така, защото са необходими такива струи, за да произвеждат изблици на гама лъчи, за които се смята, че са причинени от сливането на двойки неутрон-звезди.
След като наблюдават обекта 75 дни след сливането, а след това отново след 230 дни, екипът открива, че регион на радио излъчване от сливането се е движил с невероятна скорост. Тези наблюдения можеха да се обяснят единствено с наличието на мощна струя. Както д-р Мули обясни в прессъобщение на НАПО:
„Измерихме привидно движение, което е четири пъти по-бързо от светлината. Тази илюзия, наречена свръхлюминално движение, води до това, когато струята е насочена близо до Земята и материалът в струята се движи близо до скоростта на светлината. "
„Въз основа на нашия анализ, тази струя най-вероятно е много тясна, най-много 5 градуса широка и беше насочена само на 20 градуса от земната посока“, добави Адам Делер. „Но за да отговаря на нашите наблюдения, материалът в струята също трябва да се взривява навън с над 97 процента от скоростта на светлината.“
От тези нови данни се появи нов сценарий, който обяснява какво се е случило след събитието с килонова. По същество сливането предизвика експлозия, която задвижва сферична обвивка от отломки навън. Междувременно слетите неутронни звезди се сринаха и образуваха черна дупка, която започна да дърпа материал към нея. Това доведе до попадане на материал в бързо въртящ се диск около черната дупка, който генерира двойка струи, стрелящи навън от полюсите си.
Както посочи Грег Холинан от Калтех, позиционирането на самолетите беше много щастливо. „Имахме късмета да успеем да наблюдаваме това събитие, защото ако струята беше насочена много по-далеч от Земята, радио излъчването щеше да е твърде слабо, за да можем да я засечем“, каза той.
Данните от тези последни наблюдения също показват, че струята взаимодейства с черупката на отломките, която образува „пашкул“ от материал, който се разширява навън по-бавно от струите. Това помогна за разрешаването на друга загадка, която беше дали откритите радиоизточници са резултат от взаимодействие с пашкула или идващи от струята материал. Както обясни Оре Готлиб:
„Нашето тълкуване е, че пашкулът доминира в радиоизлъчването до около 60 дни след сливането, а в по-късни периоди емисиите доминират струйно.“
Според изследователския екип това проучване подкрепя теорията, че има връзка между сливанията на неутронни звезди и кратковременните гама-изблици. Той също така демонстрира, че струите трябва да бъдат насочени относително близо до Земята, за да могат тези изблици да бъдат открити от нашите обсерватории. Както обясни Мули:
„Нашето проучване показва, че комбинирането на наблюдения от VLBA, VLA и GBT е мощно средство за изучаване на струите и физиката, свързани с събитията на гравитационната вълна.“
В допълнение, наблюденията на тези струи - които бяха проведени в радио частта на спектъра - дават нови и завладяващи поглед върху това астрономическо явление. В крайна сметка това е само най-новата изненада, която GW170817 е предоставила на астрономите, тъй като е била открита за първи път.
