Pred osmimi meseci je odkrivanje gravitacijskih valov iz zlitja dvojne nevtronske zvezde znancem omogočilo opazovanje enega najbolj energičnih dogodkov v vesolju. Iskanje se je začelo z radijsko emisijo iz združitve z imenom GW170817, ki je bila opazna dva tedna po avgustovskem dogodku. Zdaj začne radio emisija blediti.
Pomembno je razumeti, kaj so fiziki uspeli doseči pri odkrivanju gravitacijskih valov in elektromagnetnega sevanja istega objekta:
- potrjujejo napoved splošne teorije relativnosti (gravitacijski valovi se premikajo s hitrostjo svetlobe).
- Razjasniti vedenje snovi pod stiskanjem je močnejše kot v jedru atoma.
- pojasnijo, kje v prostoru nastane določen del zlata (in drugih težkih elementov).
- nadaljujte z reševanjem desetletne skrivnosti o tem, kaj povzroča kratke izbruhe gama žarkov.
Opazovanje združitev
Veliki radijski teleskopi, kot so kompaktni niz teleskopov v Avstraliji in zelo velika antenska rešetka (ZDA), so namenjeni iskanju EM žarkov z valovno dolžino od centimetrov do metrov.
Radijsko opazovanje GW170817 iz dveh teleskopov. Osrednji svetli objekt je galaksija gostiteljica NGC 4993. Manjša svetla točka na presečišču je zlitje nevtronskih zvezd
Za razliko od vidne svetlobe radijski valovi prehajajo skozi vesolje skoraj brezhibno. Zato jih vidimo podnevi in ponoči. Zaznani radijski valovi so potovali 130 milijonov svetlobnih let od galaksije NGC 4993. Ko sta se trčila dve nevtronski zvezdi, je bil sprožen izbruh gama žarkov, ki ga je Fermijev satelit 1.74 sekund našel po gravitacijskih valovih. V 12 urah so astronomi zabeležili svetel, bledi signal v vidni svetlobi. To naj bi izhajalo iz materiala nevtronske zvezde, ki je bila vržena pri 50% hitrosti svetlobe.
Časovni trak kompaktnega teleskopa v Avstraliji CSIRO
Pri trčenju dve nevtronski zvezdi tvorita nov predmet z nekoliko manjšo maso. Najverjetneje se tu soočamo s črno luknjo.
Kaj poročajo radijski valovi?
Med pospeševanjem elektronov v magnetnih poljih nastajajo radijski valovi. To se dogaja na šokovskih frontah prostora, saj se material iz zvezdnih eksplozij ujame v material okoli njega. Imenuje se medzvezdni medij, ki je 10 tisočkrat manjši od zemeljske gostote zraka (skoraj vakuum). Narava radijskih valov pove veliko o vplivu.
Simulacija nevtronske zvezne fuzije vodi do izliva šoka - kokona. To je najboljša razlaga radijskih valov, gama žarkov in rentgenskih žarkov v GW170817
Kaj se je zgodilo med eksplozijo?
Podrobnosti še vedno niso jasne, vendar obstaja možnost, da je v GW170817 nastal curek. To je posledica opaženega izginotja radijskih emisij. To pomeni, da eksplozija ni bila klasičen izbruh gama žarkov z relativističnimi curki, ampak "kokon" materiala, ki je izbruhnil iz eksplozije.
Modeli tega, kar se lahko zgodi med združitvijo. Podatki kažejo, da je leva možnost manj verjetna. Pravica kokone deluje bolje
Od kje je prišel material?
Material, ki je bil izvržen iz nevtronskih zvezd, se je gibal s hitrostjo 50% svetlobne hitrosti. Kaj pa, če bi kasneje izpuščeni motor dosegel 99,99%? Lahko bi izpuhala mehurček v emisijah in ga prisilila k hitrejšemu gibanju (morda 90% svetlobne hitrosti).
Zbogom (za zdaj)
Po 8 mesecih spremljanja GW170817 je postalo jasno, da je ta pojav drugačen od vsega, kar je bilo prej opaziti.
Radijsko opazovanje zlitja nevtronskih zvezd kaže slabljenje
Zdaj radijski valovi izginejo, vendar znanstveniki niso končali. Večina modelov ima dolgoročno naknadno svetlobo, zato se lahko GW170817 pojavi v nekaj mesecih ali letih. V začetku leta 2019 mora opazovalna skupina LIGO začeti z nadaljnjimi raziskavami.
