För åtta månader sedan tillät upptäckten av gravitationella vågor från fusion av en dubbelnutronstjärna forskare att observera en av de mest energiska händelserna i universum. Sökningen började med en radioemission från en sammanslagning med namnet GW170817, som noterades 2 veckor efter augusti-händelsen. Nu börjar radioemissionen att blekna.
Det är viktigt att förstå vad fysikerna lyckats åstadkomma när man upptäcker gravitationsvågor och elektromagnetisk strålning från samma objekt:
- bekräfta förutsägelsen av den allmänna relativitetsteorin (gravitationsvågor rör sig vid ljusets hastighet).
- för att klargöra materialets beteende under kompression är starkare än i en atoms kärna.
- förklara var en viss del av guld (och andra tunga element) skapas i rymden.
- Börja lösa ett 10-årigt mysterium om vad som orsakar korta gammastrålningsutbrott.
Fusion Observation
Stora radioteleskop, till exempel Compact Scale of Telescopes of Australia och Very Large Antenna Lattice (USA), är avsedda att söka efter EM-strålar med en våglängd från centimeter till meter.
Radio observation GW170817 från två teleskop. Det centrala ljusa objektet är värdgalaxen NGC 4993. Den mindre ljuspunkten vid korsningen är fusion av neutronstjärnor
Till skillnad från synligt ljus passerar radiovågor genom rymden nästan sömlöst. Därför ses de både dag och natt. De upptäckta radiovågorna reste 130 miljoner ljusår från galaxen NGC 4993. När två neutronstjärnor kolliderade, släpptes en gammastrålningsbyte, vilken hittades av Fermi-satelliten i 1,74 sekunder efter gravitationsvågorna. Under 12 timmar registrerade astronomer en ljus, blekande signal i synligt ljus. Detta var tänkt att komma från materialet av en neutronstjärna kastad vid 50% av ljusets hastighet.
Tidslinjen för Compact Telescope Array of Australia CSIRO
I en kollision bildar två neutronstjärnor ett nytt objekt med en något mindre massivitet. Mest troligt här står vi inför ett svart hål.
Vad rapporterar radiovågor?
Radiovågor bildas under accelerationen av elektroner i magnetfält. Detta händer på rymdsockans fronter, eftersom materialet från de stjärnformiga explosionerna skär in i materialet runt det. Det kallas det interstellära mediet, och det är 10 quintillion gånger mindre än jordens lufttäthet (nästan vakuum). Radvågornas karaktär berättar mycket om påverkan.
Simulering av neutronstärkfusion leder till en chockutflöde - kokong. Detta är den bästa förklaringen av radiovågor, gammastrålar och röntgenbilder i GW170817
Vad hände under explosionen?
Detaljerna är fortfarande inte tydliga, men det finns en möjlighet att en jet har bildat sig i GW170817. Detta beror på den observerade försvinnandet av radioemission. Det vill säga explosionen var inte en klassisk gammastrålning med relativistiska strålar, utan en "kokong" av material som bröt ut ur explosionen.
Modeller av vad som kan hända under en fusion. Uppgifterna visar att det vänstra alternativet är mindre troligt. Rätt kokong fungerar bättre
Var kommer materialet ifrån?
Materialet som kastades ut från neutronstjärnor rörde sig med en hastighet av 50% av ljusets hastighet. Vad händer om strålen släpptes senare nådde 99,99%? Hon kunde blåsa en bubbla i utsläpp, vilket tvingar honom att röra sig snabbare (kanske 90% av ljusets hastighet).
Farväl (för nu)
Efter 8 månaders övervakning GW170817 blev det klart att detta fenomen skilde sig från allt som hade observerats tidigare.
Radioobservationer av neutronstjärnfusion visar dämpning
Nu försvinner radiovågor, men forskare har inte upphört. De flesta modellerna visar långvarigt efterglöd, så GW170817 kan förekomma om några månader eller år. I början av 2019 bör LIGO observatoriet börja ytterligare forskning.
