2017. aasta augustis tuvastas laserinterferomeetri gravitatsiooniliste lainete vaatluskeskus (LIGO) lained, mis arvati olevat põhjustatud neutrontähtede ühinemisest. See kilonova sündmus, tuntud kui GW170817, oli esimene astronoomiline sündmus, mis tuvastati nii gravitatsiooni- kui ka elektromagnetilistes lainetes - sealhulgas nähtav valgus, gammakiired, röntgenikiirgus ja raadiolained.
Ühinemisele järgnenud kuude jooksul on orbiidil olevad ja maapealsed teleskoobid jälginud kogu maailmas GW170817, et näha, mis sellest on tingitud. Rahvusvahelise astronoomide meeskonna uue uuringu kohaselt tootis ühinemine kitsa materjali joa, mis jõudis tähtedevahelisse ruumi valguse kiirusele läheneva kiirusega.
Hiljuti ilmus ajakirjas nende järeldusi kirjeldav uuring pealkirjaga „Relativistliku reaktiivlennuki üliluminaalne liikumine neutrontähtede ühinemisel GW170817“ Loodus. Uuringut juhtis Caltechi ja riikliku raadioastronoomia vaatluskeskuse (NRAO) Jansky teadur Kunal Mooley; Adam Deller OzGravist ja Swinburne'i ülikooli astrofüüsika ja superarvuti keskusest; ja Ore Gottlieb, Tel Avivi ülikooli doktorant.
Nendega ühinesid liikmed NRAO-st, California Tehnoloogiainstituudist (Caltech), Onsala kosmosevaatluskeskusest, Jeruusalemma Heebrea ülikoolist, Texas Tehnika ülikoolist ja Princetoni ülikoolist. Uuringu huvides ühendas meeskond andmeid NSF-i väga pika algtaseme massiivi (VLBA), Karl G. Jansky väga suure massiivi (VLA) ja Robert C. Byrdi Rohelise Panga teleskoobi (GBT) kohta.
Neid andmeid kasutades suutsid nad lahendada ühinemisega seotud pikaajalise mõistatuse, mis seisnes selles, kas ta oli oma poolustest voolanud materjalijoa või mitte. Teadlased kahtlustasid, et see oli nii, kuna sellised joad on vajalikud gammakiirguse purunemiste tekitamiseks, mis arvatakse olevat põhjustatud neutronitähepaaride ühinemisest.
Pärast objekti vaatlemist 75 päeva pärast ühinemist ja seejärel taas 230 päeva pärast avastas meeskond, et ühinemisest tulenevad raadiokiirguse piirkonnad on liikunud uskumatute kiirustega. Neid tähelepanekuid saab seletada ainult võimsa reaktiivlennuki olemasoluga. Nagu dr Mooley NRAO pressiteates selgitas:
“Mõõtsime nähtavat liikumist, mis on neli korda kiirem kui valgus. See illusioon, mida nimetatakse superluminaalseks liikumiseks, saavutatakse siis, kui joa on suunatud peaaegu Maa poole ja joa materjal liigub valguse kiiruse lähedale. "
"Meie analüüsi põhjal on see joa tõenäoliselt väga kitsas, maksimaalselt 5 kraadi lai ja suunatud vaid 20 kraadi Maa suunast eemale," lisas Adam Deller. "Kuid selleks, et meie tähelepanekud vastaksid, peab ka reaktiivjoa materjal plahvatama väljapoole kiirusega üle 97 protsendi."
Nendest uutest andmetest kujunes välja uus stsenaarium, mis selgitab pärast kilonova sündmust toimunut. Põhimõtteliselt põhjustas ühinemine plahvatuse, mis tõukas sfäärilise prügikoti väljapoole. Vahepeal varisesid ühinenud neutronitähed kokku, moodustades musta augu, mis hakkas materjali selle poole tõmbama. Selle tagajärjel kukkus materjal musta augu ümber kiiresti keerlevasse kettasse, mis tekitas paar düüsi, mis tulistas selle postidest väljapoole.
Nagu Grete Hallinan Caltechist osutas, oli düüside paigutamine väga õnnelik. "Meil oli õnne, et suutsime seda sündmust jälgida, sest kui reaktiivlennuk oleks olnud suunatud Maast kaugemale, oleks raadioemissioon olnud meie tuvastamiseks liiga nõrk," sõnas ta.
Nende viimaste vaatluste andmed näitasid ka seda, et joa interakteerus prahi kestaga, mis moodustas materjalist “kookoni”, mis laieneb väljapoole aeglasemalt kui joad. See aitas lahendada veel ühe mõistatuse, mis seisnes selles, kas tuvastatud raadioallikad olid kookoniga interaktsiooni tulemus või tulenevad materjali joast. Nagu Ore Gottlieb selgitas:
"Meie tõlgendus on, et kookon domineeris raadioemissioonis umbes 60 päeva pärast ühinemist ja hilisematel aegadel domineeris emissioon."
Uurimisrühma sõnul toetab see uuring teooriat, et neutrontähtede ühinemiste ja lühiajalise gammakiirguse purunemiste vahel on seos. Samuti näitas see, et joad peavad olema suunatud Maa lähedale, et neid purskeid meie vaatluskeskused saaksid tuvastada. Nagu Mooley selgitas:
"Meie uuring näitab, et VLBA, VLA ja GBT vaatluste ühendamine on võimas vahend gravitatsiooniliste lainetega seotud reaktiivlennukite ja füüsika uurimiseks."
Lisaks pakuvad nende reaktiivlennukite vaatlused - mis tehti raadiospektri osas - uusi ja põnevaid teadmisi sellest astronoomilisest nähtusest. Lõpuks on see lihtsalt viimane üllatus, mille GW170817 on astronoomidele pärast selle esmakordset avastamist pakkunud.
