Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 24.09.2018

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Радионаблюдения подтверждают присутствие сверхбыстрого джета от слияния нейтронных звёзд

Радионаблюдения подтверждают присутствие сверхбыстрого джета от слияния нейтронных звёзд
shortstoryf

На первый взгляд исследователям показалось так, что эта струя движется в четыре раза быстрее скорости света.

Точные измерения проведённые с помощью радиотелескопов Национального Научного Фонда (National Science Foundation, NSF), которые в связке интерферометра охватывают площадь, сопоставимую с континентом, показали, что узкая струя частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, вспыхнула в межзвездном пространстве после того, как слилась пара нейтронных звёзд. Это событие произошло в галактике, расположенной на расстоянии в 130 миллионов световых лет от Земли. Известно, что слияние, которое произошло в августе 2017 года, породило гравитационные волны, отправившиеся в космос. Это было первое событие, которое удалось выявить как с помощью гравитационных волн, так и с помощью электромагнитных, включая гамма-лучи, рентгеновские лучи, видимый свет и радиоволны.

Нейтронные звёзды
Последствие слияния двух нейтронных звезд. Выброс от первоначального взрыва образовал оболочку вокруг чёрной дыры, образовавшейся от слияния. Струя вещества, движущаяся от диска, окружающего чёрную дыру, сначала взаимодействовала с материалом выброса, образуя широкий » кокон». Позже джет его прорвал и вышел в межзвездное пространство, где стало наблюдаться его чрезвычайно быстрое движение. Источник: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

Последствия слияния, названного GW170817, наблюдались орбитальными и наземными телескопами по всему миру. Учёные наблюдали даже то, как характеристики полученных волн менялись со временем, и использовали эти изменения в качестве маркеров для выявления природы явлений, последовавших за слиянием.

Один из вопросов, который стоял перед исследователями даже через несколько месяцев после слияния, заключался в том, произвело ли это событие узкую, быстро движущуюся струю материала, которая отправилась в межзвездное пространство. Это было важно, потому что такие джеты необходимы для создания особого типа гамма-всплесков, которые, по мнению теоретиков, должны быть вызваны исключительно слиянием пар нейтронных звёзд.

Ответ на это вопрос стал ясен, когда астрономы воспользовались связкой из следующих обсерваторий: Антенной решёткой со сверхдлинной базой VLBA (Very Long Baseline Array), Очень Большой Антенной Решёткой VLA (Very Large Array) и радиотелескопом Грин-Бэнк GBT. Эти обсерватории обнаружили, что область радиоизлучения от слияния переместилась, и это движение было настолько быстрым, что только наличие джета могло объяснить его скорость.

«Мы измерили кажущееся движение вещества, и оказалось, что оно в четыре раза быстрее скорости света. Эта иллюзия, называемая сверхсветовым движением, возникает, когда струя направлена почти на Землю, а вещество в струе движется со скоростью, близкой к скорости света”, — сказал Кунал Мули из Национальной Радиоастрономической обсерватории (NRAO) и Калифорнийского технологического института.

Астрономы наблюдали объект через 75 дней после слияния, а затем снова через 230 дней.

“Основываясь на нашем анализе, этот джет, скорее всего, очень узкий, не более 5 градусов в ширину, и был направлен примерно на 20 градусов от направления на Землю. Но, чтобы соответствовать нашим наблюдениям, вещество в струе также должно вырываться наружу со скоростью более 97 процентов от скорости света», — Адам Деллер из Технологического университета Суинберна.

После понимания этого и возник сценарий того, как произошло это слияние. Первоначальное слияние двух сверхплотных нейтронных звёзд вызвало взрыв, который выбросил сферическую оболочку, состоящую из обломков, наружу. Нейтронные звёзды коллапсировали в чёрную дыру, мощная гравитация которой начала притягивать в неё окружающее вещество. Этот материал сформировал быстро вращающийся диск, который создал пару джетов, движущихся наружу от его полюсов.

По мере понимания этих событий встал вопрос о том, будут ли струи вырываться из оболочки обломков от первоначального взрыва. Данные наблюдений показали, что джеты взаимодействовали с оболочкой, образуя широкий «кокон» вещества, расширяющегося наружу. Ясно, что он расширялся бы медленнее, чем двигалась струя.

“Наша интерпретация заключается в том, что кокон был ответственен за всё радиоизлучение примерно до 60 дней после слияния, а в более позднее время его излучение стало перебиваться джетами в излучении jet”, — Оре Готлиб из Тель-Авивского университета, ведущий теоретик исследования.

“Нам повезло, что мы смогли наблюдать это событие, потому что, если бы джет был направлен сильнее в сторону от Земли, их радиоизлучение было бы слишком слабым для нашей техники. Мы его просто бы не увидели”, — Грегг Халлинан из Калифорнийского технологического института.

Событие GW170817
Когда струя от слияния нейтронных звёзд вышла в космос. Здесь показаны смоделированные радиоизображения в представлении художника, который иллюстрируют чрезвычайно быстрое движение джета. В течение 155 дней между двумя наблюдениями джет, как показалось, прошёл два световых года, то есть расстояние, которое потребовало бы, чтобы он двигался в четыре раза быстрее света. Это «сверхсветовое движение» — иллюзия, возникающая, когда джет направлен почти на Землю. Источник: D. Berry, O. Gottlieb, K. Mooley, G. Hallinan, NRAO/AUI/NSF

Учёные говорят, что выявление быстро движущейся струи в GW170817 значительно усиливает корреляцию между слияниями нейтронных звёзд и кратковременными гамма-всплесками. Они добавляют, что для обнаружения гамма-всплеска джеты должны быть направлены относительно в сторону к Земле.

“Наше исследование показывает, что объединённые наблюдения от VLBA, VLA и GBT являются мощным средством изучения джетов и физики, связанных с событиями возникновения гравитационных волн”.

«Событие слияния было важно по ряду причин, и оно продолжает удивлять астрономов постоянным раскрытием дополнительной информацией. Реактивные струи — загадочные явления, наблюдаемые в различных средах, и теперь эти исследования в радиочастотной части электромагнитного спектра дают увлекательное представление о них, помогая нам понять, как они действуют”, — Джо Пеше, руководитель NSF.

Мули и его коллеги сообщили о своих результатах в онлайн-версии журнала Nature от 5 сентября 2018 года.

По информации Национальной радиоастрономической обсерватории.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google