Još u ožujku astronomi su usmjerili Hubble svemirski teleskop na daleku točku u svemiru gdje su se sudarile dvije neutronske zvijezde. Koristeći Hubbleovo divovsko oko, 7 sati, 28 minuta i 32 sekunde buljili su u to udaljeno mjesto tijekom šest orbite teleskopa oko Zemlje. Bila je to najduža ekspozicija ikad napravljena na mjestu sudara, što astronomi nazivaju "najdubljom" slikom. Ali njihov snimak, napravljen više od 19 mjeseci nakon što je svjetlost od sudara stigla na Zemlju, nije pokupio ostatke spajanja neutronskih zvijezda. I to je sjajna vijest.
Ova je priča započela zamahom 17. kolovoza 2017. Gravitacijski val, proputovavši 130 milijuna svjetlosnih godina kroz svemir, spojio se s laserima u Laser interferometru gravitacijskog valnog opservatorija (LIGO), gravitacijskom valnom detektoru koji obuhvaća Globus. Taj signal slijedio je obrazac, onaj koji je istraživačima rekao da je rezultat spajanja dvije neutronske zvijezde - prve spajanja neutronskih zvijezda ikad otkrivenih. Detektori gravitacijskog vala ne mogu odrediti iz kojeg smjera dolazi val, ali čim je signal stigao, astronomi širom svijeta krenuli su u akciju, tražeći noćno nebo zbog izvora eksplozije. Ubrzo su ga pronašli: točka na periferiji galaksije poznata kao NGC4993 zasvijetlila se "kilonova" sudara - ogromna eksplozija koja brzo propada radioaktivni materijal u svemir, u sjajnom svjetlu.
Nekoliko tjedana kasnije, NGC4993 je prošao iza sunca i ponovo se nije pojavio tek oko 100 dana nakon prvog znaka sudara. U tom je trenutku kilonova izblijedjela otkrivajući "naknadni sjaj" spajanja neutronskih zvijezda - blizak, ali dugotrajniji fenomen. Između prosinca 2017. i prosinca 2018. astronomi su koristili Hubble za promatranje svjetlosnog sjaja 10 puta dok je polako izblijedio. No, ova najnovija slika, na kojoj se ne vide vidljivi naknadni sjaj ili drugi znakovi sudara, mogla bi biti najvažnija do sada.
"Uspjeli smo napraviti stvarno točnu sliku. To nam je pomoglo da se osvrnemo na 10 prethodnih slika i napravimo stvarno točnu vremensku seriju", rekao je Wen-fai Fong, astronom sa Sveučilišta Northwestern koji je predvodio ovaj najnoviji pokušaj snimanja.
Ta "vremenska serija" iznosi 10 jasnih snimaka privjesa koji se razvija s vremenom. Posljednja slika iz serije, koja prikazuje točku u svemiru, bez ikakvog svjetla, omogućila im je povratak na starije slike i oduzimanje svjetlosti od svih okolnih zvijezda. Uz svu uklonjenu zvjezdanu svjetlost, istraživači su tijekom vremena ostavili neviđene, izuzetno detaljne slike oblika i evolucije naknadnog sjaja.
Slika koja je nastala ne sliči nečemu što bismo vidjeli da smo pogledali u noćno nebo samo očima, izjavio je Fong za Live Science.
"Kad se dvije neutronske zvijezde spoje, tvore neki težak predmet - bilo masivnu neutronsku zvijezdu ili svijetlu crnu rupu - i vrte se vrlo brzo. A materijal se izbacuje duž stupova", rekla je.
Taj se materijal baca blistavim brzinama u dva stupca, jedan je usmjeren prema južnom polu, a drugi sa sjevera, rekla je. Kako se udaljava od sudara, on se podiže protiv prašine i ostataka međuzvjezdanih prostora, prenoseći nešto svoje kinetičke energije i čineći taj međuzvjezdani materijal sjaj. Uključene energije su intenzivne, rekao je Fong. Da se to događalo u našem Sunčevom sustavu, to bi daleko nadmašivalo naše sunce.
Mnogo toga se već znalo iz ranijih teorijskih studija i promatranja naknadnog sjaja, ali pravi značaj Fongovog rada za astronome je taj što otkriva kontekst u kojem se dogodio izvorni sudar.
"Ovo je lijepo djelo. Pokazuje ono na što smo u svom radu sumnjali iz ranijih Hubbleovih promatranja", rekao je Joseph Lyman, astronom sa Sveučilišta u Warwicku u Engleskoj, koji je vodio raniju studiju poslije sjaja. "Binarna neutronska zvijezda nije se spojila unutar globularnog klastera."
Kuglasti grozdovi su regije svemira guste sa zvijezdama, rekao je za Live Science Lyman koji nije bio uključen u novi napor. Neutronske zvijezde su rijetke, a binarne skupine neutronskih zvijezda ili parovi neutronskih zvijezda koje se vrte oko sebe, još su rjeđe. Već od ranije astronomi su sumnjali da će se spajanje binarnih zvijezda neutronskih zvijezda najverovatnije pojaviti u područjima svemira gdje su zvijezde čvrsto zbijene i divlje se njišu oko sebe. Lyman i njegovi kolege, analizirajući ranije podatke o Hubbleu, iznijeli su neke dokaze koji možda nisu takvi. Fongova slika pokazala je da se ne može pronaći globularni skup koji, čini se, potvrđuje da, barem u ovom slučaju, sudar neutronske zvijezde ne treba formirati gusti skup zvijezda.
Važan razlog proučavanja ovih naknadnih svjetiljki, rekao je Fong, jest taj što bi nam mogao pomoći da razumijemo kratke gama-zrake - tajanstvene eksplozije gama zraka koje astronomi povremeno otkriju u svemiru.
"Mislimo da bi ove eksplozije mogle spojiti dvije neutronske zvijezde", rekla je.
Razlika u tim slučajevima (povrh toga što astronomi ne otkriju gravitacijske valove koji bi potvrdili njihovu prirodu) je kut spajanja sa Zemljom.
Zemlja je imala bočni prikaz posljednjeg sjaja ovog spajanja, rekao je Fong. Moramo vidjeti kako se svjetlost povećava, a zatim vremenom blijedi.
Ali kad se dogode kratki gama zraci, rekla je: "To je kao da gledate niz cijev vatrenih oružja."
Jedan od mlazeva koji bježe od materije u tim slučajevima, rekla je, usmjeren je prema Zemlji. Tako prvo vidimo svjetlost iz najbrže pokretnih čestica, koja putuje značajnim udjelom brzine svjetlosti, kao kratki bljesak gama-zraka. Tada će točka svjetlosti polako izblijediti kako čestice sporije krećući se dosežu do Zemlje i postanu vidljive.
Ovaj novi rad, koji će biti objavljen u Astrophysical Journal Letters, ne potvrđuje tu teoriju. No, istraživačima nudi više materijala nego ikad prije za proučavanje naknadnog sjaja neutronskih zvijezda.
"Dobar je oglas važnosti Hubblea u razumijevanju tih izuzetno slabih sustava," rekao je Lyman, "i daje naznake o tome što će mu se omogućiti daljnje mogućnosti", ogromnog nasljednika Hubblea koji bi trebao biti raspoređen 2021. godine ,
Napomena urednika: Ova priča ispravljena je u 12:20 sati. EST u petak, 13. rujna, kako bi se uklonila izjava da nijedna gama zraka nikada nije bila izravno povezana s spajanjem neutronskih zvijezda. Slabi tuš gama zraka bio je povezan sa spajanjem GW170817.
