תצפיות רדיו מאשרות סילון מהיר של חומר ממיזוג כוכבים נויטרונים

Anonim

מדידה מדויקת באמצעות אוסף רחב של טלסקופים הרדיו של הקרן הלאומית למדע (NSF) גילה כי סילון צר של חלקיקים נעים במהירות האור כמעט פרץ אל תוך שטח כוכבי לאחר זוג כוכבי נויטרונים התמזגו בגלקסיה 130 מיליון אור -שמים מכדור הארץ. המיזוג, שאירע באוגוסט 2017, שלח גלים כבדים המתגלגלים בחלל. זה היה האירוע הראשון אי פעם להיות מזוהה הן על ידי גלי כבידה וגלים אלקטרומגנטיים, כולל קרני גמא, צילומי רנטגן, אור גלוי, גלי רדיו.

בעקבות המיזוג, המכונה GW170817, נצפתה על ידי טלסקופים המקיפים את כדור הארץ ואת הקרקע. מדענים צפו כי המאפיינים של הגלים שהתקבלו השתנו עם הזמן, והשתמשו בשינויים כרמזים על מנת לגלות את אופי התופעות שלאחר המיזוג.

שאלה אחת שהתבלטה, אפילו חודשים לאחר המיזוג, היתה האם האירוע יצר מטוס צר וצולע של חומר, שעשה את דרכו לחלל הבין כוכבי. זה היה חשוב, כי מטוסים כאלה נדרשים לייצר סוג של התפרצויות גמא ריי כי התיאורטיקנים אמר צריך להיגרם על ידי מיזוג של זוגות נויטרונים כוכב.

התשובה הגיעה כאשר האסטרונומים השתמשו בשילוב של מערך ה - Long Long Baseline Array (VLBA), ה- Karl G. Jansky Array Large Array (VLA), ואת הטלסקופ של בנק רוברט סי. בירד (GBT) וגילו כי אזור רדיו פליטת המיזוג נעה, והתנועה היתה כה מהירה, שרק מטוס יכול היה להסביר את מהירותה.

"מדדנו תנועה נראית פי ארבעה מהר יותר מהאור, האשליה הזו, הקרויה תנועה סופרלומינלית, נובעת כאשר המטוס מכוון כמעט לכדור הארץ והחומר שבסילון נע קרוב למהירות האור", אמר קונאל מולי, של הרדיו הלאומי אסטרונומיה Observatory (NRAO) ו Caltech.

האסטרונומים צפו באובייקט 75 ימים לאחר המיזוג, ואז שוב 230 ימים לאחר מכן.

"על פי הניתוח שלנו, מטוס זה הוא כנראה צר מאוד, לכל היותר 5 מעלות רחב, והיה הצביע רק 20 מעלות מן הכיוון של כדור הארץ", אמר אדם דלר, של אוניברסיטת סווינבורן של טכנולוגיה בעבר של NRAO. "אבל כדי להתאים את התצפיות שלנו, החומר במטוס גם צריך להיות פיצוץ החוצה מעל 97 אחוזים ממהירות האור." הוא הוסיף.

התרחיש שהתגלה הוא שהמיזוג הראשוני של שני כוכבי הנויטרונים המעולים גרם להתפוצצות שהניעה החוצה פגז כדורי של פסולת. כוכבי הנויטרונים התמוטטו לתוך חור שחור שחומרתו החזקה החלה למשוך אליו חומר. החומר הזה יצר דיסקית מסתובבת במהירות, שהניבה זוג מטוסי סילון החוצה מקטריה.

ככל שהתפתח האירוע, התעוררה השאלה אם המטוסים יפרצו מקליפת ההריסות מהפיצוץ המקורי. נתונים מתצפיות הראו כי מטוס היה אינטראקציה עם פסולת, ויצרו "פקעת" רחבה של חומר מתרחבת החוצה. גולם כזה יתרחב לאט יותר מאשר מטוס.

"הפרשנות שלנו היא שהמעט השתלט על פליטת הרדיו עד כ -60 יום לאחר המיזוג, ובשעות מאוחרות יותר היתה הפליטה נשלטת", אמר אורה גוטליב מאוניברסיטת תל אביב, תיאורטיקן מוביל במחקר.

"היה לנו מזל להיות מסוגלים לראות את האירוע הזה, כי אם המטוס היה מכוון הרבה יותר רחוק מכדור הארץ, פליטת הרדיו היה קלוש מדי כדי שנוכל לזהות", אמר גרג Hallinan של Caltech.

גילוי של מטוס זז במהירות GW170817 מחזק מאוד את הקשר בין מיזוגי כוכב נויטרונים לבין התפרצויות קרני גמא קצרות טווח, אמרו המדענים. הם הוסיפו כי המטוסים צריכים להיות מכוונים יחסית יחסית לכדור הארץ כדי להתגלות התפרצות גמא.

"המחקר שלנו מראה כי שילוב של תצפיות מה- VLBA, ה- VLA ו- GBT הוא אמצעי רב עוצמה לחקר המטוסים והפיזיקה הקשורים לאירועי גל כבידה", אמר מולי.

"אירוע המיזוג היה חשוב ממספר סיבות, והוא ממשיך להפתיע אסטרונומים עם מידע נוסף", אמר ג'ו Pesce, מנהל תוכנית NSF עבור NRAO. "מטוסי סילון הם תופעות מסתוריות הנראות במספר סביבות, ועכשיו התצפיות המעולות הללו ברדיו של הספקטרום האלקטרומגנטי מספקות תובנה מרתקת בהן, עוזרות לנו להבין איך הן פועלות".

מולי ועמיתיו דיווחו על ממצאיהם בגיליון המקוון של ה -5 בספטמבר של כתב העת Nature.

menu
menu