2017 m. Rugpjūčio mėn. Įvyko dar vienas didelis lūžis, kai lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija (LIGO) aptiko bangas, kurias, kaip manoma, sukėlė neutroninių žvaigždžių susijungimas. Netrukus po to LIGO, „Advanced Virgo“ ir „Fermi Gamma“ spinduliuotės teleskopo mokslininkai sugebėjo nustatyti, kur danguje įvyko šis įvykis (žinomas kaip kilonova).
Šis šaltinis, žinomas kaip GW170817 / GRB, buvo daugelio tolesnių tyrimų objektas, nes buvo manoma, kad susijungimas galėjo sukelti juodosios skylės susidarymą. Remiantis nauju komandos, kuri po įvykio analizavo NASA „Chandra“ rentgeno spinduliuotės observatorijos duomenis, duomenimis, dabar mokslininkai gali drąsiau teigti, kad susijungimas sukūrė naują juodąją skylę mūsų galaktikoje.
Tyrimas pavadinimu „GW170817 greičiausiai padarė juodą skylę“ neseniai pasirodė Astrofizinių žurnalų laiškai. Tyrimui vadovavo Davidas Pooley, fizikos ir astronomijos docentas Trinity universitete, San Antonijuje, ir tyrime dalyvavo Teksaso universiteto Ostine, Kalifornijos universiteto Berkeley ir Nazarbajevo universiteto Energetinio kosmoso laboratorija Kazachstane.
Siekdami savo tyrimo, komanda išanalizavo „Chandra“ rentgeno duomenis, paimtus dienomis, savaitėmis ir mėnesiais po to, kai LIGO aptiko gravitacines bangas ir gama spindulius NASA „Fermi“ misijos metu. Nors beveik kiekvienas pasaulio teleskopas stebėjo šaltinį, rentgeno duomenys buvo svarbūs norint suprasti, kas nutiko po dviejų neutronų žvaigždžių susidūrimo.
Nors „Chandra“ stebėjimu praėjus dviem ar trims dienoms po įvykio nepavyko aptikti rentgeno spinduliuotės šaltinio, vėlesni stebėjimai, atlikti po 9, 15 ir 16 dienų po įvykio, buvo nustatyti. Šaltinis dingo tam laikui, kai GW170817 praėjo už Saulės, tačiau praėjus maždaug 110 ir 160 dienų po įvykio buvo atlikti papildomi stebėjimai, kurie abu rodė reikšmingą pašviesėjimą.
Nors LIGO duomenys astronomams suteikė gerą įvertintą objekto masę, susijungus neutroninėms žvaigždėms (2,7 saulės masės), to nepakako norint nustatyti, kuo tai tapo. Iš esmės šis masės kiekis reiškė, kad tai buvo arba pati masiškiausia kada nors rasta neutronų žvaigždė, arba mažiausia kada nors rasta juodoji skylė (ankstesni rekordininkai buvo keturios ar penkios saulės masės). Kaip paaiškino Dave'as Pooley NASA / „Chandra“ pranešime spaudai:
„Nors neutroninės žvaigždės ir juodosios skylės yra paslaptingos, mes ištyrėme daugelį jų Visatoje, naudodami teleskopus, tokius kaip Chandra. Tai reiškia, kad turime duomenų ir teorijų, kaip mes tikimės, kad tokie objektai elgsis rentgeno spinduliuose. “
Jei neutroninės žvaigždės susijungtų ir sudarytų sunkesnę neutroninę žvaigždę, tada astronomai tikisi, kad ji greitai sukasi ir sukuria labai stiprų magnetinį lauką. Tai taip pat būtų sukūręs išsiplėtusios didelės energijos dalelių burbulą, kuris leistų spinduliuoti rentgeno spinduliais. Tačiau „Chandra“ duomenys atskleidė rentgeno spinduliuotę, kelis kartus mažesnę nei tikėtasi iš masyvios, greitai besisukančios neutroninės žvaigždės.
Palyginęs „Chandra“ stebėjimus su NSF Karlo G. Janskio labai dideliu masyvu (VLA), Pooley ir jo komanda taip pat sugebėjo padaryti išvadą, kad rentgeno spinduliuotė buvo padaryta tik dėl smūgio bangos, kurią sukėlė susijungimas, smogiantis į aplinkinius dujos. Trumpai tariant, rentgeno spindulių, atsirandančių dėl neutroninės žvaigždės, nebuvo.
Tai aiškiai reiškia, kad gautas objektas iš tikrųjų buvo juodoji skylė. Jei jie bus patvirtinti, šie rezultatai parodytų, kad juodgalvės formavimo procesas kartais gali būti sudėtingas. Iš esmės GW170817 galėjo kilti dėl dviejų žvaigždžių, patyrusių supernovą, sprogimo, kuris paliko dvi neutronines žvaigždes pakankamai ankštoje orbitoje, kad jos galiausiai susiliejo. Kaip paaiškino Pawan Kumar:
„Galbūt mes atsakėme į vieną pagrindinių klausimų apie šį apakinantį įvykį: ką jis padarė? Astronomai jau seniai įtarė, kad neutroninių žvaigždžių susiliejimai sukurs juodąją skylę ir sukels radiacijos pliūpsnius, tačiau mums to iki šiol trūko.
Žvelgiant į ateitį, Pooley ir jo kolegų pareikštus teiginius buvo galima patikrinti būsimais rentgeno ir radijo stebėjimais. Šiuo klausimu ypač pravers naujos kartos instrumentai, pavyzdžiui, kvadratinių kilometrų masyvas (SKA), šiuo metu kuriamas Pietų Afrikoje ir Australijoje, ir ESA pažangiausiasis teleskopas, skirtas aukštosios energijos astrofizikai („Athena +“).
Jei liekana pasirodys esanti didžiulė neutronų žvaigždė su stipriu magnetiniu lauku, tada ateinančiais metais šaltinis turėtų būti daug ryškesnis rentgeno ir radijo bangų ilgiuose, nes didelės energijos burbulas pasivys lėtėjantį smūgį. banga. Sumažėjus smūgio bangai, astronomai tikisi, kad ji ir toliau taps silpnesnė nei buvo neseniai pastebėta.
Nepaisant to, būsimi GW170817 stebėjimai būtinai suteiks daug informacijos, teigia tyrimo autorius iš Teksaso universiteto J. Craigas Wheeleris. „GW170817 yra astronominis įvykis, kurį nuolat dovanojama“, - sakė jis. „Iš šio įvykio mes tiek daug sužinojome apie tankiausiai žinomų objektų astrofiziką“.
Jei atlikus šiuos paskesnius stebėjimus paaiškės, kad sunki neutronų žvaigždė yra ta, kuri atsirado po susijungimo, šis atradimas supriešins teorijas apie neutroninių žvaigždžių struktūrą ir tai, kaip jos gali būti masyvios. Kita vertus, jei jie sužinos, kad ji suformavo mažą juodąją skylę, ji užginčys astronomų mintis apie apatines juodųjų skylių masės ribas. Astrofizikams tai iš esmės yra abipusiai naudingas scenarijus.
Kaip bendraautorius Bruce'as Grossanas iš Kalifornijos universiteto Berkeley pridūrė:
„Mano karjeros pradžioje astronomai galėjo stebėti tik neutronines žvaigždes ir juodąsias skyles mūsų pačių galaktikoje, o dabar mes stebime šias egzotiškas žvaigždes visame kosmose. Koks įdomus laikas būti gyvam, pamatyti tokius instrumentus kaip LIGO ir „Chandra“, parodantį tiek daug jaudinančių dalykų, kuriuos gamta gali pasiūlyti “.
Tiesą sakant, pažvelgus į kosmosą ir giliau atgal, daug kas paaiškėjo apie anksčiau nežinomą Visatą. Kuriant patobulintus instrumentus, skirtus vieninteliam tikslui ištirti astronominius reiškinius nuodugniau ir dar didesniais atstumais, atrodo, kad to, ko galime išmokti, nėra. Patikrinkite šį „GW170817“ susijungimo vaizdo įrašą, maloniai sutikdami „Chandra“ rentgeno observatoriją:
