Radijo stebėjimai patvirtina "superfast" medžiagą iš neutronų žvaigždžių susiliejimo

The price of shame | Monica Lewinsky (Birželis 2019).

Anonim

Tikslus matavimas, naudojant Nacionalinio mokslo fondo (NSF) radijo teleskopus iš viso pasaulio, parodė, kad siauras dalelių judesys beveik šviesos greičiu prasiskverbė į tarpterminį erdvę po to, kai po 130 milijonų šviesos galaktika sujungė porą neutronų žvaigždžių -metai iš Žemės. Susijungimas, įvykęs 2017 m. Rugpjūčio mėn., Išsiuntė gravitacines bangas, praliejusias per erdvę. Tai buvo pirmasis įvykis, kurį kartais aptiko ir gravitacinės bangos, ir elektromagnetinės bangos, įskaitant gama spindulius, rentgeno spindulius, matomą šviesą ir radijo bangas.

Susijungimo požymis, vadinamas GW170817, buvo stebimas orbituose ir antžeminiuose teleskopuose visame pasaulyje. Mokslininkai stebėjo, kaip gautų bangų charakteristikos pasikeitė laikui bėgant, ir pasikeitė kaip raktiniai žodžiai, parodantys jungimosi po reiškinių pobūdį.

Vienas klausimas, kuris buvo išspręstas net po vienerių mėnesių po susijungimo, buvo tas, ar įvykis sukūrė siaurą, greitai judantį medžiagos srautą, kuris prasidėjo į tarpžvaigždinę erdvę. Tai buvo svarbu, nes tokie purkštukai reikalingi generuoti gama spindulių sprogimo tipą, kurį, pasak teoristų, turėjo sukelti neutronų žvaigždžių porų sujungimas.

Atsakymas buvo tada, kai astronomai naudojo NSF "Very Long Baseline Array" (VLBA), Karl G. Jansky labai didelės masyvo (VLA) ir Robert C. Byrd "Green Bank" teleskopo (GBT) derinį ir nustatė, kad radijo regionas emisija nuo susijungimo perėjo, o pasiūlymas buvo toks greitas, kad tik reaktyvinis variklis galėjo paaiškinti jo greitį.

"Mes išmatavome akivaizdų judėjimą, kuris yra keturis kartus greičiau nei šviesa. Ši iliuzija, vadinama superluminaliniu judesiu, pasiekiama tada, kai purkštukas yra nukreiptas beveik į Žemę, o medžiagos srautas artėja prie šviesos greičio", - sakė Kunal Mooley. Nacionalinės radarų astronomijos observatorijos (NRAO) ir "Caltech".

Astronomai pastebi objektą 75 dienas po susijungimo, tada dar 230 dienų po to.

"Remiantis mūsų analize, šis reaktyvinis variklis, greičiausiai, yra labai siaura, ne daugiau kaip 5 laipsnių pločio ir nukreiptas tik 20 laipsnių nuo Žemės krypties", - teigė Adenas Delleris iš Swinburne technologijos universiteto ir anksčiau NRAO. "Tačiau, kad atitiktų mūsų pastebėjimus, medžiaga reaktyviniame variklyje taip pat turi sprogti daugiau nei 97 proc. Šviesos greičio." jis pridėjo.

Pasirodo scenarijus, kad pradinis dviejų didelio tankio neutronų žvaigždžių sujungimas sukėlė sprogimą, kuris varomas sferinėmis nuolaužomis iš išorės. Neutroninės žvaigždės sugriuvo į juodąją skylę, kurios galingas gravitacija pradėjo traukti medžiagą į ją. Ši medžiaga sukūrė sparčiai besitraukiantį diską, kuris sukūrė porą purkštukų, judančių į išorę iš savo polių.

Pasibaigus renginiui, kilo klausimas, ar purkštukai išėjo iš pirminių sprogimų. Pastebėjimų duomenys parodė, kad reaktyvinis lėktuvas sąveikavo su nuolaužomis, formuodamas plataus "kokono" medžiagą, išplečiamą į išorę. Toks koksonas išplėstų lėčiau nei srovė.

"Mūsų išaiškinimas yra tai, kad kokonu vyravo radijo emisija iki maždaug 60 dienų po susijungimo, o vėlesniais metais emisija dominavo", - sakė "Tel Avivo universiteto" Ore Gottliebas, pagrindinis tyrimo teoretikas.

"Mums pasisekė, kad galėtume stebėti šį įvykį, nes jei oras buvo nukreiptas žymiai toli nuo Žemės, radijo emisija būtų buvusi pernelyg silpna, kad galėtume aptikti", - sakė "Caltech" Greggas Hallinanas.

Pasak mokslininkų, greito judėjimo reaktoriaus GW170817 nustatymas labai sustiprina ryšį tarp neutronų žvaigždžių susiliejimų ir trumpalaikių gama spindulių. Jie pridūrė, kad purškalai turi būti pažymėti gana sparčiai link Žemės, kad būtų aptikta gama spindulių sprogo.

"Mūsų tyrimas rodo, kad derinant VLBA, VLA ir GBT pastabas yra galinga priemonė tirti purkštukus ir fiziką, susijusius su gravitacinių bangų įvykiais", - sakė Mooley.

"Susijungimų įvykis buvo svarbus dėl daugelio priežasčių, ir jis vis dar stebina astronomų daugiau informacijos", - sakė NRAO NSF programų direktorius Joe Pesce. "Srovės yra mįslių reiškiniai, matomi daugelyje aplinkos, ir dabar šie išskirtiniai stebėjimai elektromagnetinio spektro radijo dalyje teikia įdomų supratimą apie juos, padėdami mums suprasti, kaip jie veikia".

Mooley ir jo kolegos pranešė apie savo išvadas 5-osios internetinės žurnalo Nature versijos.

menu
menu