2017 augusztusában a Lézer-interferométer gravitációs-hullám-megfigyelőközpont (LIGO) olyan hullámokat fedezett fel, amelyekről azt hitték, hogy egy neutroncsillagok összeolvadása okozta. Ez a „kilonova” esemény, GW170817 néven ismert, volt az első csillagászati esemény, amelyet mind gravitációs, mind elektromágneses hullámokban detektáltak - ideértve a látható fényt, a gamma-sugarakat, a röntgen és a rádióhullámokat.
Az egyesülést követő hónapokban a keringő és földi távcsövek szerte a világon megfigyelték a GW170817-et, hogy megnézhessék, mi vezetett belőle. A csillagászok egy nemzetközi csapata által készített új tanulmány szerint az egyesülés szűk anyagsugarat hozott létre, amely csillagközi térbe került a fénysebességhez közeledő sebességgel.
Nemrég jelent meg a folyóiratban az eredményeket leíró, „A relativista sugárhajtómű superluminalis mozgása a GW170817 neutroncsillag-fúzióban” című tanulmány. Természet. A vizsgálatot Kunal Mooley, a Caltech Jansky kutatója és a Nemzeti Rádiós Csillagászati Megfigyelő Intézet (NRAO) vezette; Adam Deller, az OzGrav-ből és a Swinburne Egyetemi asztrofizikai és szuperszámítógépes központból; és Ore Gottlieb, a Tel Avivi Egyetem doktori hallgatója.
Csatlakoztak az NRAO, a Kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech), az Onsala Űrmegfigyelő Intézet, a Jeruzsálemi Héber Egyetem, a Texas Tech Egyetem és a Princetoni Egyetem tagjai. Vizsgálataik érdekében a csoport egyesítette az NSF nagyon hosszú alapvonal-tömbjének (VLBA), Karl G. Jansky nagyon nagy tömbjének (VLA) és Robert C. Byrd Green Bank távcső (GBT) adatait.
Ezen adatok felhasználásával képesek voltak megoldani egy régóta fennálló rejtélyt az összefonódással kapcsolatban, azaz az volt, hogy előállított-e egy sugárhajtású anyagot az oszlopokból. A tudósok azt gyanították, hogy ez a helyzet, mert ezeknek a fúvókáknak olyan gammasugár-törések előállítására van szükség, amelyeket feltételezhetően a neutron-csillag párok összeolvadása okozott.
Miután megfigyelték az objektumot 75 nappal az egyesülés után, majd ismét 230 nap után, a csoport felfedezte, hogy az egyesülés rádiófrekvenciás térsége hihetetlen sebességgel mozogott. Ezeket a megfigyeléseket csak egy erős sugárhajtómű jelenléte magyarázhatja. Ahogyan Dr. Mooley egy NRAO sajtóközleményben kifejtette:
„Megmérjük egy látszólagos mozgást, amely négyszer gyorsabb, mint a fény. Ez az illúzió, úgynevezett szuperluminális mozgás, akkor jön létre, amikor a sugárhajtómű majdnem a Föld felé mutat, és a sugárhajtású anyag közel van a fénysebességhez. "
"Elemzésünk alapján ez a sugárhajtómű valószínűleg nagyon keskeny, legfeljebb 5 fok széles és csak 20 fokkal a Föld irányától mutatott" - tette hozzá Adam Deller. "De ahhoz, hogy megfigyeléseink megfeleljenek, a sugárhajtású anyagnak kifelé kell robbantania a fénysebesség több mint 97 százalékát."
Ezen új adatok alapján egy új forgatókönyv alakult ki, amely megmagyarázza, mi történt a kilonova esemény után. Az összefonódás alapvetően egy olyan robbanást okozott, amely egy gömb alakú törmeléket kifelé hajtott. Eközben az összeolvadt neutroncsillagok összeomltak, és egy fekete lyukat képeztek, amely anyagot húzott felé. Ennek eredményeként az anyag gyorsan a forgó korongba esett a fekete lyuk körül, és egy pár sugárhajtómű keletkezett az oszlopoktól.
Ahogyan rámutatott Gregg Hallinan (Caltech), a fúvókák elhelyezése nagyon szerencsés volt. "Szerencsések vagyunk, hogy megfigyelhetjük ezt az eseményt, mert ha a sugárhajtót sokkal távolabb állnánk a Földtől, a rádiókibocsátás túlságosan halvány lenne ahhoz, hogy észleljük" - mondta.
A legfrissebb megfigyelések adatai azt is mutatták, hogy a sugárhajtómű kölcsönhatásba lép a törmelékhéjjal, amely egy „kokonát” alkot az anyagból, amely kifelé nyílik, mint a fúvókák. Ez segített megoldani egy másik rejtélyt, amely az volt, hogy a felismert rádióforrások a kokonttal való interakció eredményeként következtek-e be, vagy az anyag fúvókaéből származtak-e. Amint Ore Gottlieb kifejtette:
"Értelmezésünk szerint az összefonódás után kb. 60 nappal a kókusz uralta a rádiókibocsátást, később pedig a sugárzás dominált."
A kutatócsoport szerint ez a tanulmány alátámasztja azt az elméletet, miszerint kapcsolat áll fenn a neutroncsillagok egyesülése és a rövid távú gamma-sugárzás között. Azt is bebizonyította, hogy a fúvókákat viszonylag közel kell elhelyezni a Föld felé ahhoz, hogy ezeket a robbantásokat megfigyelhetők legyenek a csillagvizsgálóink. Ahogy Mooley kifejtette:
"Tanulmányunk kimutatja, hogy a VLBA, a VLA és a GBT megfigyeléseinek ötvözése hatékony eszköz a gravitációs hullám eseményeihez kapcsolódó fúvókák és fizika tanulmányozására."
Ezen túlmenően ezen fúvókák megfigyelései - amelyeket a spektrum rádió részében végeztek - új és izgalmas betekintést nyújtanak a csillagászati jelenségbe. Végül ez csak a legújabb meglepetés, amelyet a GW170817 csillagászoknak nyújtott az első észlelése óta.
