2017. gada augustā notika vēl viens būtisks sasniegums, kad lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorija (LIGO) atklāja viļņus, kurus, domājams, izraisīja neitronu zvaigžņu apvienošanās. Drīz pēc tam zinātnieki uzņēmumā LIGO, Advanced Virgo un Fermi Gamma-ray kosmiskajā teleskopā varēja noteikt, kur debesīs notika šis notikums (pazīstams kā kilonova).
Šis avots, kas pazīstams kā GW170817 / GRB, ir bijis daudzu pēcpārbaužu mērķis, jo tika uzskatīts, ka apvienošanās rezultātā varēja izveidoties melnais caurums. Saskaņā ar jaunu pētījumu, ko veica komanda, kas analizēja datus no NASA Čandras rentgenstaru observatorijas kopš notikuma, zinātnieki tagad ar lielāku pārliecību var pateikt, ka apvienošanās radīja jaunu melno caurumu mūsu galaktikā.
Pētījums ar nosaukumu “GW170817 visticamāk padarīja melnu caurumu” nesen parādījās Astrofizisko žurnālu vēstules. Pētījumu vadīja Deivids Pūlijs, fizikas un astronomijas profesora asistents Trīsvienības universitātē Sanantonio, un tajā piedalījās locekļi no Teksasas universitātes Ostinā, Kalifornijas universitātes Berklijā un Nazarbajeva universitātes Enerģētiskā kosmosa laboratorijas Kazahstānā.
Pētījuma dēļ komanda analizēja Čandras rentgena datus, kas ņemti dienās, nedēļās un mēnešos pēc tam, kad LIGO atklāja gravitācijas viļņus un NASA Fermi misijā - gamma starus. Kaut arī gandrīz katrs pasaules teleskops bija novērojis avotu, rentgena dati bija kritiski svarīgi, lai saprastu, kas notika pēc divu neitronu zvaigzņu sadursmes.
Kamēr Čandras novērojumos divas līdz trīs dienas pēc notikuma neizdevās noteikt rentgena avotu, turpmāki novērojumi, kas tika veikti 9, 15 un 16 dienas pēc notikuma, tika iegūti. Avots uz laiku pazuda, kad GW170817 aizgāja aiz Saules, bet aptuveni 110 un 160 dienas pēc notikuma tika veikti papildu novērojumi, kas abi liecināja par ievērojamu spilgtumu.
Lai gan LIGO dati astronomiem sniedza precīzu objekta masas novērtējumu pēc neitronu zvaigžņu apvienošanās (2,7 saules masas), ar to nebija pietiekami, lai noteiktu, par ko tas kļuvis. Būtībā šis masas daudzums nozīmēja, ka tā ir vai nu masīvākā neitronu zvaigzne, kāda jebkad atrasta, vai arī zemākais masas melnais caurums, kāds jebkad atrasts (iepriekšējie rekordu turētāji bija četras vai piecas Saules masas). Kā Dave Pooley paskaidroja NASA / Chandra paziņojumā presei:
“Kaut arī neitronu zvaigznes un melnie caurumi ir noslēpumaini, mēs esam izpētījuši daudzus no tiem visā Visumā, izmantojot teleskopus, piemēram, Čandru. Tas nozīmē, ka mums ir gan dati, gan teorijas par to, kā mēs sagaidām, ka šādi objekti izturēsies rentgena staros. ”
Ja neitronu zvaigznes saplūst, veidojot smagāku neitronu zvaigzni, tad astronomi sagaida, ka tā strauji griezīsies un radīs ļoti spēcīgu magnētisko lauku. Tas būtu arī izveidojis paplašinātu augstas enerģijas daļiņu burbuli, kas radītu spilgtu rentgena izstarojumu. Tomēr Čandras dati atklāja rentgena starojumu, kas bija vairākus simtus reižu mazāks, nekā gaidīts no masīvas, strauji augošas neitronu zvaigznes.
Salīdzinot Čandras novērojumus ar NSF Kārļa G. Janska ļoti plašā masīva (VLA) novērojumiem, Poļijs un viņa komanda arī varēja secināt, ka rentgena starojums bija pilnībā saistīts ar šoka vilni, ko izraisīja apvienošanās, kas sagrauj apkārtējos gāze. Īsāk sakot, nebija ne rentgenstaru pazīmju, kas izrietētu no neitronu zvaigznes.
Tas stingri norāda, ka iegūtais objekts faktiski bija melnais caurums. Ja rezultāti tiek apstiprināti, šie rezultāti norāda uz to, ka melngalvju veidošanās process dažreiz var būt sarežģīts. Būtībā GW170817 būtu bijis divu zvaigžņu supernovas sprādziena rezultāts, kas aiz sevis atstāja divas neitronu zvaigznes pietiekami saspringtā orbītā, ka tās galu galā sanāca. Kā paskaidroja Pavāns Kumars:
“Mēs, iespējams, esam atbildējuši uz vienu no pamatjautājumiem par šo žilbinošo notikumu: ko tas deva? Astronomi jau sen ir raduši aizdomas, ka neitronu zvaigžņu apvienošanās veidos melno caurumu un radīs starojuma pārrāvumus, taču mums līdz šim tā nebija pamatota. ”
Raugoties nākotnē, Polaja un viņa kolēģu izvirzītās prasības varēja pārbaudīt ar turpmākiem rentgena un radio novērojumiem. Šajā ziņā īpaši noderīgi būtu nākamās paaudzes instrumenti - piemēram, kvadrātkilometru masīvs (SKA), kas pašlaik tiek būvēts Dienvidāfrikā un Austrālijā, un EKA uzlabotais teleskops augstas enerģijas astrofizikai (Athena +).
Ja galu galā izrādās, ka paliekas ir masīva neitronu zvaigzne ar spēcīgu magnētisko lauku, tad nākamajos gados rentgenstaru un radioviļņu garumā avotam vajadzētu kļūt daudz spožākam, jo lielās enerģijas burbulis saķersies ar palēninošo šoku. vilnis. Tā kā šoka vilnis vājinās, astronomi sagaida, ka tas turpinās kļūt lēnāks, nekā tas bija nesen novērots.
Neatkarīgi no tā, turpmāki GW170817 novērojumi noteikti sniegs daudz informācijas, uzskata J. Kreigs Velers, pētījuma līdzautors arī no Teksasas Universitātes. "GW170817 ir astronomisks notikums, kas turpina dot," viņš teica. "Mēs tik daudz uzzinām par blīvāk zināmo objektu astrofiziku no šī viena notikuma."
Ja šajos novērojumos tiks atklāts, ka apvienošanās rezultātā rodas smaga neitronu zvaigzne, šis atklājums izaicinās teorijas par neitronu zvaigžņu struktūru un to, cik masīvas tās var iegūt. No otras puses, ja viņi pamanīs, ka tas veidoja nelielu melnu caurumu, tas izaicinās astronomu priekšstatus par melno caurumu zemākajām masas robežām. Astrofiziķiem tas principā ir abpusēji izdevīgs scenārijs.
Kā līdzautors Brūss Grosāns no Bērklijas Kalifornijas universitātes piebilda:
“Manas karjeras sākumā astronomi varēja novērot tikai neitronu zvaigznes un melnos caurumus mūsu pašu galaktikā, un tagad mēs novērojam šīs eksotiskās zvaigznes visā kosmosā. Cik aizraujošs laiks dzīvot, redzēt instrumentus, piemēram, LIGO un Chandra, parādīt tik daudz aizraujošu lietu, ko daba var piedāvāt. ”
Patiešām, skatoties tālāk kosmosā un dziļāk atpakaļ laikā, ir daudz atklāts par iepriekš nezināmo Visumu. Tā kā pilnveidoti instrumenti tiek izstrādāti vienīgi astronomisko parādību izpētei sīkāk un vēl lielākā attālumā, šķiet, ka tam, ko mēs varētu mācīties, nav nekādu ierobežojumu. Un noteikti apskatiet šo video par GW170817 apvienošanos, pateicoties Čandras rentgena observatorijas atļaujai:
