Нова Хуббле слика открива детаље никада раније виђених судара са Неутрон-Стар-ом


Још у марту астрономи су усмерили Хуббле свемирски телескоп на удаљену тачку у свемиру где су се сударале две неутронске звезде. Помоћу Хубблеовог џиновског ока, 7 сати, 28 минута и 32 секунде буљили су у то удаљено место током шест орбите телескопа око Земље. То је било најдуже излагање на месту судара, што астрономи називају "најдубљом" сликом. Али њихов снимак, направљен више од 19 месеци након што је светло од судара стигло на Земљу, није покупио остатке спајања неутронских звезда. И то је сјајна вест.

Ова прича је почела са колебањем 17. августа 2017. Гравитациони талас, пропутовавши 130 милиона светлосних година кроз свемир, придружио се ласерима у Ласер интерферометру гравитационе таласне опсерваторије (ЛИГО), гравитационом детектору таласа који обухвата. глобус. Тај сигнал је следио образац, онај који је истраживачима рекао да је резултат спајања две неутронске звезде – прво спајање неутронских звезда икада откривено. Детектори гравитационог таласа не могу одредити из кога правца талас долази, али чим је сигнал стигао, астрономи широм света кренули су у акцију, тражећи ноћно небо за извор експлозије. Убрзо су га пронашли: тачка на периферији галаксије позната као НГЦ4993 запалила се "килоново" судара – масивна експлозија која брзо пропада радиоактивни материјал у свемир, у сјајном свјетлу.

Повезан: 8 начина на које можете видети Еинстеинову теорију релативности у стварном животу

Неколико недеља касније, НГЦ4993 је прошао иза сунца и поново се није појавио тек око 100 дана након првог знака судара. У том је тренутку килонова изблиједјела, откривајући "накнадни сјај" спајања неутронских звијезда – близак, али дуготрајнији феномен. Између децембра 2017. и децембра 2018. астрономи су користили Хуббле за посматрање следовања 10 пута док је полако бледило. Ипак, ова најновија слика, на којој се не виде видљиви накнадни сјај или други знакови судара, могла би да буде најважнија до сада.

"Успјели смо да направимо заиста тачну слику, а то нам је помогло да се осврнемо на 10 претходних слика и направимо заиста тачну временску серију", рекао је Вен-фаи Фонг, астроном са Универзитета Нортхвестерн који је предводио овај најновији покушај снимања.

Та "временска серија" износи 10 јасних снимака приземља који се развија током времена. Последња слика из серијала, која приказује ту тачку у свемиру, без позадинског светла, омогућила им је да се врате на раније слике и одузму светлост свих околних звезда. С обзиром на то да је уклоњена звездана светлост, истраживачи су током времена остављали невиђене, изузетно детаљне слике облика и еволуције следовања.

Овако изгледа десет претходних слика са Фонговом сликом која им је одузета.

(Кредитна слика: Вен-фаи Фонг и други, Свемирски телескоп Хуббле / НАСА)

Слика која је настала не личи на било шта што бисмо видели да смо гледали у ноћно небо само очима, изјавио је Фонг за Ливе Сциенце.

"Када се две неутронске звезде споје, формирају неки тешки објекат – или масивну неутронску звезду или лаку црну рупу – и врте се веома брзо. А материјал се избацује дуж полова", рекла је.

Тај материјал одлази блиставим брзинама у два стуба, један је окренут са јужног пола, а други са северног, рекла је. Како се одмиче од места судара, он се креће против прашине и остатака међузвезданог свемира, преносећи нешто своје кинетичке енергије и чинећи тако међузвездни материјал сјај. Укључене енергије су интензивне, рекао је Фонг. Да се ​​ово дешавало у нашем Сунчевом систему, то би далеко надмашило сунце.

Повезан: Еинстеин'с Солар Ецлипсе из 1919. године

Много тога се већ знало из ранијих теоријских студија и опажања накнадног сјаја, али прави значај Фонговог рада за астрономе је тај што открива контекст у којем се догодио првобитни судар.

"Ово је лепо дело. Показује оно на шта смо у свом раду сумњали из ранијих Хубблеових опажања", рекао је Џозеф Лиман, астроном са Универзитета у Варвицку у Енглеској, који је водио ранију студију о позадини. "Бинарна неутронска звезда није се спојила у глобуларни кластер."

Кугласти кластери су простори свемирског простора густе са звездама, рекао је за Ливе Сциенце Лиман који није био укључен у нови напор. Неутронске звезде су ретке, а бинарне вредности неутронских звезда, или парови неутронских звезда које се врте око себе, су још ређе. Већ од раније астрономи су сумњали да ће се спајање бинарних неутронских звезда највероватније појавити у регионима свемира где су звезде чврсто спуштене и дивље се њишу око себе. Лиман и његове колеге, анализирајући те раније Хубблеове податке, појавили су неке доказе који можда нису случај. Фонгова слика показала је да се не може наћи глобуларни кластер, што, чини се, потврђује да, бар у овом случају, судар са неутронским звездама не треба да се формира густи сноп звезда.

Важан разлог за проучавање ових накнадних сјајева, рекао је Фонг, је тај што би нам могао помоћи да схватимо кратке гама-зраке – мистериозне експлозије гама зрака које астрономи повремено открију у свемиру.

"Мислимо да би ове експлозије могле да се спајају две неутронске звезде", рекла је она.

Разлика у тим случајевима (поврх тога што астрономи не открију гравитационе таласе који би потврдили њихову природу) је угао спајања са Земљом.

Земља је имала бочни поглед на светлуцање овог спајања, рекао је Фонг. Морамо да видимо како се светлост повећава, а затим временом бледи.

Али када се догоде кратки гама зраци, рекла је: "То је као да гледате низ цев кријеснице."

Један од млазева који бјеже од материје у тим случајевима, рекла је, усмјерен је према Земљи. Тако прво видимо светлост најбрже покретних честица, која путују брзином светлости ТК, као кратки блиц гама-зрака. Тада ће тачка светлости полако изблиједити како честице са спорим кретањем досегну Земљу и постану видљиве. (Ипак, нико још није ускладио кратки гама-зрак до гравитационог таласа спајања неутронске звезде.)

Овај нови рад, који ће бити објављен у Астропхисицал Јоурнал Леттерс, не потврђује ту теорију. Но, истраживачима нуди више материјала него икада раније за проучавање ефекта спајања неутронских звезда.

"Добра је реклама за значај Хубблеа у разумевању ових изузетно слабих система," рекао је Лиман, "и даје назнаке о томе које ће додатне могућности бити омогућене [the James Webb Space Telescope], "огромног наследника Хубблеа који би требало да буде распоређен 2021. године.

Првобитно објављено дана Ливе Сциенце.