Márciusban a csillagászok a Hubble Űrtávcsövet egy űr távoli pontjára mutatták, ahol két neutroncsillag összeütközött. Hubble óriási szemével 7 órán át, 28 percig és 32 másodpercig bámultak erre a távoli helyre a távcső hat Föld körüli pályája során. Ez volt a leghosszabb expozíció az ütközés helyéről, amit a csillagászok a legmélyebb képnek hívtak. Azonban több mint 19 hónappal azután, hogy az ütközés fénye elérte a Földet, nem vették fel a neutroncsillagok egyesülésének maradványait. És ez remek hír.
Ez a történet egy 2017. augusztus 17-én zajló hullámmal kezdődött. Egy gravitációs hullám, amely 130 millió fényévet tett át az űrben, megrázta a lézereket a Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatoryban (LIGO), a gravitációs hullám detektorban, amely a földgolyó. Ez a jel egy mintát követett, amely azt mondta a kutatóknak, hogy két neutroncsillag egyesülésének az eredménye - az első neutroncsillagok összeolvadása, amelyet valaha észleltek. A gravitációs hullámdetektorok nem tudják megmondani, hogy egy hullám melyik irányból származik, de amint a jel megérkezett, a csillagászok világszerte felléptek és vadásztak az éjszakai égbolton a robbanás forrására. Hamarosan meg is találták: az NGC4993 néven ismert galaxis szélén egy pont felgyulladt az ütközés "kilonovájával" - egy hatalmas robbanással, amely gyorsan bomlik a radioaktív anyagot az űrbe egy ragyogó fénykijelzőn.
Néhány héttel később az NGC4993 elhaladt a nap mögött, és csak körülbelül 100 nappal az ütközés első jele után jelent meg. Ezen a ponton a kilonova elhalványult, felfedve a neutroncsillagok egyesülésének "utánvilágítását" - ez egy enyhébb, de hosszabb ideig tartó jelenség. 2017. december és 2018. december között a csillagászok a Hubble segítségével tízszer megfigyelték az utánvilágítást, miközben ez lassan elhalványult. Ez a legújabb kép, bár nem mutat látható utánvilágítást vagy az ütközés egyéb jeleit, mégis a legfontosabb lehet.
"Nagyon pontos képet tudtunk készíteni, és ez segített visszaemlékezni a tíz korábbi képre, és igazán pontos idősorozatokat készíteni" - mondta Wen-fai Fong, az északnyugati egyetemi csillagász, aki a legújabb képalkotási erőfeszítést vezette.
Ez az "idősor" 10 egyértelmű felvételnek számít az idővel fejlődő utóvilágításról. A sorozat utolsó képe, amely azt a pontot jeleníti meg az űrben, bármilyen utánvilágítás nélkül, lehetővé tette számukra, hogy visszatérjenek a korábbi képekhez és kivonják a fényt a környező csillagokból. Az összes csillagfény eltávolítása nélkül a kutatók példátlan, rendkívül részletes képeket kaptak az utánvilágítás alakjáról és alakulásáról az idő múlásával.
A felbukkanó kép nem olyan, mintha látnánk, ha csak szemmel nézzük az éjszakai égboltba - mondta Fong a Live Science-nek.
"Amikor két neutroncsillag összeolvad, valamilyen nehéz tárgyat képeznek - akár egy hatalmas neutroncsillagot, akár egy világos fekete lyukat -, és nagyon gyorsan forognak. És az anyag a sarkok mentén távozik" - mondta.
Az anyag hólyagos sebességgel száll fel két oszlopban, az egyik a déli pólusról felfelé, a másik észak felé mutatott. Ahogy elmozdul az ütközés helyétől, felrobbant a por és más csillagközi csillagközi törmelék ellen, kinetikus energiájának egy részét átadva, és ez a csillagközi csillag anyag világít. Az érintett energiák intenzívek - mondta Fong. Ha ez megtörténne a naprendszerünkben, az messze túlmutatnánk a napunkat.
Ennek nagy része már ismert volt a korábbi elméleti tanulmányokból és az utánvilágítás megfigyeléseiből, ám Fong munkájának valódi jelentősége a csillagászok számára az, hogy feltárja azt az összefüggést, amelyben az eredeti ütközés történt.
"Ez egy szép munka. Ez megmutatja, amit a korábbi Hubble-megfigyelések során gyanítottunk munkánk során" - mondta Joseph Lyman, az angliai Warwicki Egyetem csillagásza, aki az utánvilágítás korábbi tanulmányát vezette. "A bináris neutroncsillag nem egyesült egy gömb alakú klaszterben."
A földgömbös klaszterek a csillagokkal sűrű űrrégiók. Lyman, aki nem vett részt az új erőfeszítésben, mondta a Live Science-nek. A neutroncsillagok ritkák, és a neutroncsillagok binárisai, vagy az egymással keringő neutroncsillagok párosai még ritkábbak. Korábban a csillagászok azt gyanították, hogy a neutroncsillagok bináris összeolvadása leginkább azokban a világűr-térségekben fordul elő, ahol a csillagok szorosan össze vannak csoportosítva, és vadul egymás körül mozognak. Lyman és kollégái, a Hubble korábbi adatainak elemzésével, néhány bizonyítékot szolgáltattak, amelyek esetleg nem így vannak. Fong képe azt mutatta, hogy nem található gömbös klaszter, amely úgy tűnik megerősíti, hogy legalább ebben az esetben a neutron-csillag ütközéshez nem szükséges sűrű csillagcsoport kialakulásához.
Fong szerint ezeknek az utánvilágításoknak a tanulmányozása fontos oka, hogy segíthet megérteni a rövid gamma-sugárzásokat - a gamma-sugarak titokzatos robbanásait, amelyeket az űrhajósok időnként észlelnek az űrben.
"Úgy gondoljuk, hogy ezek a robbanások két neutroncsillagot egyesíthetnek" - mondta.
Ezekben az esetekben a különbség (azon csillagászok mellett, akik nem észleltek olyan gravitációs hullámokat, amelyek megerősítik a természetüket), az egyesüléseknek a Föld felé mutató szöge.
A Föld oldalról nézte az egyesülés utánvilágítását - mondta Fong. Látnunk kellett a fény emelkedését, majd az idő múlásával elhalványulni.
De amikor rövid gamma-sugárzás történt, azt mondta: "Olyan, mintha a tűzoltó tömlő hordójára nézett volna."
Az asszony elmondta, hogy az esetekben az anyag elől az egyik fúvóka a Föld felé mutat. Tehát először látjuk a leggyorsabban mozgó részecskékből származó fényt, amely a fénysebesség jelentős részén halad, mint a gamma-sugarak rövid villanása. Ekkor a fénypont lassan elhalványul, amikor a lassabban mozgó részecskék elérik a Földet és láthatóvá válnak.
Ez az új cikk, amelyet az Astrophysical Journal Letters-ben tesz közzé, nem erősíti meg ezt az elméletet. De a kutatóknak több anyagot kínál, mint valaha, a neutroncsillagok egyesülésének utánvilágításának tanulmányozására.
"Ez jó reklám a Hubble fontosságáról ezen rendkívül gyenge rendszerek megértésében" - mondta Lyman, "és utal arra, hogy milyen további lehetőségeket fog lehetővé tenni". A Hubble hatalmas utódja, amelyet 2021-ben terveznek üzembe helyezni. .
A szerkesztő megjegyzés: Ezt a történetet kijavítottuk délután 12: 20-kor. Az EST szeptember 13-án, pénteken annak nyilatkozatának eltávolítására, miszerint egyetlen gammasugarat sem kötöttek közvetlenül egy neutroncsillaghoz. A GW170817 egyesüléshez gyenge gammasugarak zuhanyoztak.
