Radyo gözlemleri, nötron yıldız birleşmelerinden malzemenin süper jetini doğruladı

Anonim

Ulusal Bilim Vakfı (NSF) radyo teleskoplarının kıta çapında bir koleksiyonunu kullanarak hassas ölçüm, bir çift nötron yıldızının bir galaksinin 130 milyon ışığında birleşmesinden sonra, ışığın hemen hemen ışığında hareket eden dar bir parçacık jeneratörü yıldızlararası uzaya patlak verdiğini ortaya çıkardı. -Yeryüzünden gelenler. 2017 yılının Ağustos ayında meydana gelen birleşme, uzayda dalgalanan yerçekimi dalgaları gönderdi. Gama ışınları, X-ışınları, görünür ışık ve radyo dalgaları dahil olmak üzere, yerçekimi dalgaları ve elektromanyetik dalgalar tarafından tespit edilen ilk olaydı.

Birleşme sonrasında GW170817 olarak adlandırılan, dünyanın dört bir yanındaki yörünge ve yer tabanlı teleskoplar gözlemlendi. Alınan dalgaların özellikleri zamanla değiştiği için bilim adamları izlediler ve değişiklikleri birleşme sonrasında ortaya çıkan olayların doğasını ortaya çıkarmak için ipuçlarından yararlanarak kullandılar.

Birleşme sonrasında aylar sonra ortaya çıkan bir soru, olayın yıldızlararası uzaya yol açan dar, hızlı hareket eden bir malzeme jeti yaratıp yaratmadığıydı. Bu önemliydi, çünkü bu tür jetler teorisyenlerin nötron yıldız çiftlerinin birleşmesinden kaynaklanması gerektiğini söylediği gama ışını patlamaları türünü üretmek için gereklidir.

Cevap astronomlar, NSF'nin Çok Uzun Baseline Dizisi (VLBA), Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA) ve Robert C. Byrd Green Bank Teleskobu (GBT) kombinasyonunu kullanıp bir radyo bölgesini keşfettiklerinde ortaya çıktı. Birleşmeden kaynaklanan emisyon taşındı ve hareket o kadar hızlıydı ki, sadece bir jet hızını açıklayabilirdi.

Kunal Mooley, "Işıktan dört kat daha hızlı görünen bir hareket ölçtük. Bu süper güç hareketi denilen yanılsama, jetin Dünya'ya yaklaştığı ve jet içindeki malzemenin ışığın hızına yaklaştığı zaman ortaya çıkar" diyor. Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) ve Caltech.

Gökbilimciler, birleşme sonrasında 75 gün sonra, ardından da 230 gün sonra gözlemlediler.

Swinburne Teknoloji Üniversitesi'nden ve eskiden NRAO'dan Adam Deller, “Analizimize dayanarak, bu jet büyük olasılıkla en fazla 5 derece genişliktedir ve Dünya'nın yönünden sadece 20 derece uzağa işaret etmiştir” dedi. "Ancak gözlemlerimize uymak için, jet içindeki malzeme de ışığın hızının yüzde 97'sinden fazlasıyla dışarı üflemek zorunda." ekledi.

Ortaya çıkan senaryo, iki süperden nötron yıldızının ilk birleşmesinin, küresel bir moloz yığınını dışarı doğru iten bir patlamaya neden olmasıdır. Nötron yıldızları, güçlü yerçekimi, malzemeyi ona doğru çekmeye başlayan bir kara deliğin içine çöktü. Bu malzeme, kutuplarından dışarı doğru hareket eden bir çift jetin oluşturduğu hızlı dönen bir disk oluşturdu.

Olay ortaya çıktığında, soru, jetler orijinal patlamadan enkazın kabuğundan çıkıp çıkmayacaklarıydı. Gözlemlerden elde edilen veriler, bir jetin enkaz ile etkileştiğini ve dışarı doğru genişleyen geniş bir "koza" maddesini oluşturduğunu gösterdi. Böyle bir koza bir jetden daha yavaş genişlerdi.

Tel Aviv Üniversitesi'nden Ore Gottlieb, çalışmadaki önde gelen bir teorisyen, "Bizim yorumumuz, kozanın, birleşme sonrasında yaklaşık 60 güne kadar radyo emisyonuna hakim olduğu ve daha sonraki zamanlarda emisyonun hâkim olduğu" yorumunda bulundu.

"Bu olayı gözlemleyebildiğimiz için şanslıydık, çünkü eğer jet dünyadan çok uzaktaysa, radyo emisyonu bizim için algılanmayacak kadar zayıf olurdu, " diyor Caltech'ten Gregg Hallinan.

Bilim adamları, GW170817'deki hızlı hareket eden bir jetin tespit edilmesinin nötron yıldız birleşme ve kısa süreli gama ışını patlamaları arasındaki bağlantıyı büyük ölçüde güçlendirdiğini söyledi. Jetler, tespit edilecek gama ışını patlaması için Dünya'ya nispeten yakın bir şekilde işaret edilmesi gerektiğini eklediler.

Mooley, "Çalışmamız VLBA, VLA ve GBT'den gözlemleri birleştirmenin yerçekimsel dalga olaylarıyla ilişkili jetleri ve fiziği incelemek için güçlü bir araç olduğunu gösteriyor." Dedi.

NSF NRAO Program Direktörü Joe Pesce, "Birleşme olayı bir dizi nedenden ötürü önemliydi ve daha fazla bilgi ile gökbilimcilere sürpriz yapmaya devam ediyor." Dedi. "Jetler, bazı ortamlarda görülen esrarengiz fenomenler, ve şimdi elektromanyetik spektrumun radyo bölümünde bu mükemmel gözlemler, onların nasıl çalıştığını anlamamıza yardımcı olarak, onlara büyüleyici bir bakış açısı sağlıyor."

Mooley ve meslektaşları bulgularını Nature dergisinin 5 Eylül çevrimiçi versiyonunda bildirdiler.

menu
menu