(Swinburne University of Technology) Aus fortlaufenden Beobachtungen von a Neutronenstern Bei der Kollision, die wir letztes Jahr beobachteten, haben Astrophysiker etwas Wildes herausgefunden: Der Absturz schleuderte einen dünnen Strahl superschneller Teilchen in den Weltraum, der sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegte, sich aber dank einer optischen Täuschung viel schneller zu bewegen schien.
Die Kollision war im August letzten Jahres beobachtet , Wenn ein Gravitationswelle Die Entdeckung machte Astronomen auf der ganzen Welt auf ein bevorstehendes Ereignis aufmerksam.
Eine große Anzahl von Teleskopen wurde auf den Standort ausgerichtet – und zum ersten Mal sahen Wissenschaftler, wie zwei Neutronensterne in einer 130 Millionen Lichtjahre entfernten Galaxie kollidierten, und machten Beobachtungen sowohl in der Gravitationswellen- als auch in der elektromagnetischen Wellenastronomie, zu der auch Radiowellen gehören. Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und sichtbares Licht.
Das Ereignis war absolut beispiellos; Seitdem beobachten Weltraumwissenschaftler das neu entstandene Objekt aufmerksam, um herauszufinden, was es ist und was es als nächstes tun wird.
Durch diese kontinuierlichen Beobachtungen mit einer kontinentweiten Reihe von Radioteleskopen haben Astrophysiker den relativistischen Jet lokalisiert, der nach Ansicht der Theoretiker eine Voraussetzung für die Art von Gammastrahlenausbrüchen war, die von kollidierenden Neutronensternen emittiert werden.
Basierend auf Beobachtungen, die 75 Tage nach der Fusion und noch einmal 230 Tage nach der Fusion gemacht wurden, stellten die Forscher fest, dass sich ein Bereich der Radioemission um GW170817 bewegt hatte – und zwar mit einer so hohen Geschwindigkeit, dass ein relativistischer Jet die einzig vernünftige Erklärung war.
(Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF)
„Wir haben eine scheinbare Bewegung gemessen, die viermal schneller als Licht ist“, sagte der Astrophysiker Kunal Mooley des National Radio Astronomy Observatory (NRAO) und Caltech.
„Diese Illusion, genannt superluminale Bewegung , entsteht, wenn der Strahl nahezu auf die Erde gerichtet ist und sich das Material im Strahl nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegt.
Computersimulationen hatten im Juni enthüllt dass dieser Jet in einem Winkel von 30 Grad zur Erde existieren sollte. Es wäre relativ schmal, was die anfängliche Schwäche des begleitenden Gammastrahlenausbruchs erklären würde – sein Betrachtungswinkel machte es schwierig, es zu beobachten.
Diese Vorhersagen waren den neuen Daten zufolge fast richtig.
„Unserer Analyse zufolge ist dieser Jet höchstwahrscheinlich sehr schmal, höchstens 5 Grad breit und nur 20 Grad von der Erdrichtung weggerichtet.“ sagte der Astrophysiker Adam Deller von der Swinburne University of Technology in Australien und früher von der NRAO.
„Aber um unseren Beobachtungen zu entsprechen, muss das Material im Strahl auch mit über 97 Prozent der Lichtgeschwindigkeit nach außen geschleudert werden.“
Als die Neutronensterne kollidierten, bildete sich um das Epizentrum des Ereignisses eine Materialwolke. Das neue Objekt, das die beiden Neutronensterne innerhalb dieser Trümmerkugel gebildet haben – entweder ein wirklich großer Neutronenstern oder ein wirklich kleines schwarzes Loch - hätte durch die Schwerkraft nahegelegenes Material angezogen und es in eine Akkretionsscheibe gezogen, wie Wasser, das einen Abfluss wirbelt.
Aber die Nachglühemissionen der Fusion waren eigenartig. Sie begannen spät, erreichten etwa 150 Tage nach der Fusion ihren Höhepunkt und ließen dann schnell nach. Wissenschaftler haben nach einer Erklärung gesucht und Hypothesen aufgestellt, darunter ein „erstickter“ Jet, der den Trümmern nicht entkommen konnte, und ein erfolgreicher Jet, der beim Entkommen Energie in die Trümmer verteilte.
(D. Berry, O. Gottlieb, K. Mooley, G. Hallinan, NRAO/AUI/NSF)
Die Daten des Teams deuteten darauf hin, dass es sich tatsächlich um eine Kombination dieser beiden Szenarien handelte. Der Strahl drückte die Trümmerhülle zunächst nach außen und erzeugte einen sich ausdehnenden Materialkokon. Doch dieses Material bewegte sich nicht so schnell wie der Strahl, sodass sich der Strahl schließlich löste.
Den Beobachtungen des Teams zufolge dominierte der Kokon daher vor 60 Tagen nach der Fusion die Radioemission. Ab diesem Zeitpunkt übernahm der schmale Jet die Führung.
Die Entdeckung ist wichtig und stärkt den Zusammenhang zwischen Neutronensternverschmelzungen und kurzzeitigen Gammastrahlenausbrüchen.
„Das Fusionsereignis war aus mehreren Gründen wichtig und überrascht Astronomen weiterhin mit weiteren Informationen“, sagte Joe Pesce , NSF-Programmdirektor für NRAO.
„Jets sind rätselhafte Phänomene, die in einer Reihe von Umgebungen beobachtet werden, und nun liefern diese exquisiten Beobachtungen im Radioteil des elektromagnetischen Spektrums faszinierende Einblicke in sie und helfen uns zu verstehen, wie sie funktionieren.“
Die Forschung des Teams wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Natur .