U kolovozu 2017. Laser Interferometar Gravitacijski-valni opservatorij (LIGO) otkrio je valove za koje se vjeruje da su uzrokovani spajanjem neutronskih zvijezda. Ovaj "kilonova" događaj, poznat kao GW170817, bio je prvi astronomski događaj koji je otkriven u gravitacijskim i elektromagnetskim valovima - uključujući vidljivu svjetlost, gama zrake, X-zrake i radio valove.
U mjesecima koji su uslijedili nakon spajanja, orbite i zemaljskih teleskopa širom svijeta promatrali su GW170817 kako bi vidjeli što je iz toga proizašlo. Prema novoj studiji međunarodnog tima astronoma, spajanje je proizvelo uski mlaz materijala koji je ušao u međuzvjezdani prostor brzinom približavajući se brzini svjetlosti.
Studija koja opisuje njihova otkrića, pod nazivom „Superluminalno kretanje relativističkog mlaza u spajanju neutronske zvijezde GW170817“, nedavno se pojavila u časopisu Priroda. Studiju je vodio Kunal Mooley, znanstveni suradnik Janskyja iz Caltech-a i Nacionalnog opservatorija za radio astronomiju (NRAO); Adam Deller, iz OzGrav-a i Centra za astrofiziku i superračunanje Univerziteta Swinburne; i Ore Gottlieb, doktorandica sa Sveučilišta u Tel Avivu.
Pridružili su im se članovi NRAO-a, Kalifornijskog tehnološkog instituta (Caltech), svemirskog opservatorija Onsala, hebrejskog sveučilišta u Jeruzalemu, teksaškog sveučilišta Tech Tech i sveučilišta Princeton. Za potrebe svoje studije, tim je objedinio podatke NSF-ovog vrlo dugog osnovnog niza (VLBA), Karla G. Janskyja, veoma velikog niza (VLA), i teleskopa Robert C. Byrd Green Bank (GBT).
Pomoću tih podataka uspjeli su riješiti dugogodišnju misteriju o spajanju, koja je glasila na to je li proizvela mlaz materijala koji je istjecao s njegovih stupova. Znanstvenici su sumnjali da je to tako jer su takvi mlazovi potrebni za stvaranje praska gama zraka za koje se smatra da nastaju spajanjem parova neutronskih zvijezda.
Nakon što su 75 dana nakon spajanja promatrali objekt, a zatim opet nakon 230 dana, tim je otkrio da se područje radio emisije iz spajanja kretalo nevjerojatnom brzinom. Ta su se opažanja mogla objasniti samo prisutnošću snažnog mlaza. Kao što je dr. Mooley objasnio u priopćenju za medije NRAO-a:
"Izmjerili smo prividno kretanje koje je četiri puta brže od svjetlosti. Ta iluzija, koja se zove superluminalno kretanje, rezultira kada je mlaz usmjeren gotovo ka Zemlji i materijal u mlazu se kreće blizu brzine svjetlosti. "
"Na temelju naše analize, ovaj je mlaz najvjerojatnije vrlo uzak, širine najviše 5 stupnjeva, a bio je usmjeren samo 20 stupnjeva od zemaljskog smjera", dodao je Adam Deller. "Ali kako bi se podudarali sa našim opažanjima, materijal u mlazu također mora biti ispucan prema van s većom od 97 posto brzine svjetlosti."
Iz tih novih podataka izronio je novi scenarij koji objašnjava što se dogodilo nakon događaja u kilonovi. U osnovi, spajanje je izazvalo eksploziju koja je izbacila sfernu školjku krhotina prema van. U međuvremenu, spojene neutronske zvijezde srušile su se u crnu rupu koja je počela vući materijal prema sebi. To je rezultiralo da je materijal pao u brzorastući disk oko crne rupe koji je stvorio par mlaznica koji pucaju prema van sa svojih stupova.
Kao što je istaknuo Gregg Hallinan iz Caltecha, pozicioniranje mlazeva bilo je jako sretno. „Imali smo sreću da bismo mogli promatrati ovaj događaj, jer da je mlaz bio usmjeren mnogo dalje od Zemlje, radijska emisija bila bi previše slaba da bismo ga mogli detektirati“, rekao je.
Podaci iz ovih najnovijih promatranja također su pokazali da je mlaz bio u interakciji s školjkom krhotina, koja je formirala "kokon" materijala koji se širi vani sporije od mlazeva. To je pomoglo razriješiti još jednu misteriju, koja je glasila jesu li otkriveni radio izvori rezultat interakcije s kokonom ili dolaze iz mlaza materijala. Kao što je objasnio Ore Gottlieb:
"Naše je tumačenje da je kokon dominirao radio emisijom oko 60 dana nakon spajanja, a u kasnijim vremenima je dominirala emisija."
Prema istraživačkom timu, ova studija podupire teoriju da postoji veza između spajanja neutronskih zvijezda i kratkih pukotina gama zraka. Također je pokazalo da mlazovi moraju biti usmjereni razmjerno blizu Zemlje kako bi naša promatračka mjesta otkrila te rafale. Kako je Mooley objasnio:
„Naše istraživanje pokazuje da je kombiniranje opažanja VLBA-e, VLA-e i GBT-a snažno sredstvo za proučavanje mlazeva i fizike povezane s događajima gravitacijskog vala.“
Pored toga, promatranja ovih mlazeva - koja su vođena u radio dijelu spektra - pružaju nove i fascinantne uvide u ovaj astronomski fenomen. Na kraju, ovo je tek najnovije iznenađenje koje je GW170817 pružio astronomima od kada je prvi put detektiran.
