2017 yılının Ağustos ayında, Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO), bir nötron yıldızı birleşmesinin neden olduğuna inanılan dalgaları tespit ettiğinde bir başka büyük gelişme oldu. Kısa bir süre sonra, LIGO, Gelişmiş Başak ve Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu'ndaki bilim adamları, bu olayın (kilonova olarak bilinir) gökyüzünde nerede olduğunu belirleyebildiler.
GW170817 / GRB olarak bilinen bu kaynak, birleştirmenin bir kara delik oluşumuna yol açabileceğine inandığı için birçok takip anketinin hedefi olmuştur. Etkinlikten bu yana NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi'nden verileri analiz eden bir ekip tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, bilim adamları artık birleşmenin galaksimizde yeni bir kara delik oluşturduğunu daha güvenle söyleyebilirler.
“GW170817 En Muhtemelen Bir Kara Delik Yaptı” başlıklı çalışma geçtiğimiz günlerde Astrofizik Dergi Mektupları. Çalışma, San Antonio, Trinity Üniversitesi fizik ve astronomi asistanı David Pooley tarafından yönetildi ve Austin'deki Texas Üniversitesi, California Üniversitesi, Berkeley ve Nazarbayev Üniversitesi'nin Kazakistan'daki Enerjik Kozmos Laboratuvarı üyelerini içeriyordu.
Ekip, çalışmaları uğruna LIGO ve gama ışınlarının yerçekimi dalgalarının NASA'nın Fermi misyonu tarafından tespit edilmesinden sonraki gün, hafta ve aylarda alınan Chandra'dan gelen X-ışını verilerini analiz etti. Dünyadaki hemen hemen her teleskop kaynağı gözlemlemiş olsa da, iki nötron yıldızı çarpıştıktan sonra neler olduğunu anlamak için X-ışını verileri kritikti.
Olaydan iki ila üç gün sonra bir Chandra gözlemi bir X-ışını kaynağını tespit edemese de, olaydan 9, 15 ve 16 gün sonra alınan gözlemler tespitlerle sonuçlandı. GW170817 Güneş'in arkasından geçerken kaynak bir süre kayboldu, ancak olaydan yaklaşık 110 ve 160 gün sonra ek gözlemler yapıldı, her ikisi de önemli parlaklık gösterdi.
LIGO verileri, astronomlara nötron yıldızları (2.7 Güneş Kütleleri) birleştikten sonra ortaya çıkan nesnenin kütlesi hakkında iyi bir tahmin sağlarken, bunun ne olduğunu belirlemek için yeterli değildi. Esasen, bu kütle miktarı, ya şimdiye kadar bulunan en büyük nötron yıldızı ya da şimdiye kadar bulunan en düşük kütle kara deliği anlamına geliyordu (önceki kayıt sahipleri dört ya da beş Güneş Kütlesi idi). Dave Pooley'in NASA / Chandra basın bülteninde açıkladığı gibi:
“Nötron yıldızları ve kara delikler gizemli olsa da, evren boyunca Chandra gibi teleskoplar kullanarak birçoğunu inceledik. Bu, bu tür nesnelerin X-ışınlarında nasıl davranacağını beklediğimiz konusunda hem veriye hem de teorilere sahip olduğumuz anlamına geliyor. ”
Nötron yıldızları daha ağır bir nötron yıldızı oluşturmak için birleştiyse, gökbilimciler onun hızla dönmesini ve çok güçlü manyetik alan üretmesini beklerdi. Bu aynı zamanda parlak X-ışını emisyonlarına yol açacak genişletilmiş yüksek enerjili parçacıklar kabarcığı yaratırdı. Bununla birlikte, Chandra verileri, devasa, hızla dönen bir nötron yıldızından beklenenden birkaç yüz kat daha düşük olan X-ışını emisyonlarını ortaya çıkardı.
Chandra gözlemlerini NSF'nin Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA) ile karşılaştırarak, Pooley ve ekibi de X-ışını emisyonunun tamamen çevreye parçalanmanın neden olduğu şok dalgasından kaynaklandığını belirleyebildiler. gaz. Kısacası, bir nötron yıldızından kaynaklanan röntgen işareti yoktu.
Bu, ortaya çıkan nesnenin aslında bir kara delik olduğunu kuvvetle ima eder. Doğrulanırsa, bu sonuçlar bir kara deliğin oluşum sürecinin bazen karmaşık olabileceğini gösterir. Esasen, GW170817, sonunda bir araya geldikleri yeterince sıkı bir yörüngede iki nötron yıldızının arkasında kalan bir süpernova patlaması geçiren iki yıldızın sonucu olurdu. Pawan Kumar'ın açıkladığı gibi:
“Bu göz kamaştırıcı olayla ilgili en temel sorulardan birini yanıtlamış olabiliriz: ne yaptı? Gökbilimciler uzun zamandır nötron yıldızı birleşmelerinin bir kara delik oluşturacağından ve radyasyon patlaması üreteceğinden şüpheleniyorlardı, ancak şimdiye kadar bunun için güçlü bir durumdan yokduk. ”
Geleceğe bakacak olursak, Pooley ve meslektaşları tarafından ileri sürülen iddialar gelecekteki X-ışını ve radyo gözlemleriyle test edilebilir. Şu anda Güney Afrika ve Avustralya'da yapım aşamasında olan Kilometre Kare Dizisi (SKA) ve ESA'nın Yüksek Enerjili Astrofizik için Gelişmiş Teleskopu (Athena +) gibi yeni nesil enstrümanlar bu konuda özellikle yardımcı olacaktır.
Kalıntı sonuçta güçlü bir manyetik alana sahip büyük bir nötron yıldızı olduğu ortaya çıkarsa, yüksek enerjili kabarcık yavaşlayan şokla yakalandığında, kaynak önümüzdeki yıllarda X-ışını ve radyo dalga boylarında çok daha parlak hale gelmelidir. dalga. Şok dalgası zayıfladıkça, gökbilimciler, son zamanlarda gözlemlendiğinden daha sönük olmaya devam etmesini bekliyorlar.
Yine de, Teksas Üniversitesi'nden bir çalışmanın ortak yazarı olan J. Craig Wheeler'a göre, GW170817'nin gelecekteki gözlemleri zengin bir bilgi sağlamakla yükümlüdür. “GW170817, vermeye devam eden astronomik olaydır” dedi. “Bu tek olaydan bilinen en yoğun nesnelerin astrofiziği hakkında çok şey öğreniyoruz.”
Bu takip gözlemleri birleşmeden kaynaklanan ağır bir nötron yıldızının olduğunu tespit ederse, bu keşif nötron yıldızlarının yapısı ve ne kadar büyük olabildikleri hakkındaki teorileri zorlayacaktır. Öte yandan, küçük bir kara delik oluşturduğunu görürlerse, gökbilimcilere kara deliklerin alt kütle sınırları hakkındaki fikirlere meydan okuyacaktır. Astrofizikçiler için, temelde bir kazan-kazan senaryosu.
Berkeley'deki California Üniversitesi'nden Bruce Grossan'ın ek yazarı olarak:
“Kariyerimin başlangıcında, gökbilimciler sadece kendi galaksimizde nötron yıldızlarını ve kara delikleri gözlemleyebiliyorlardı ve şimdi bu egzotik yıldızları kozmos genelinde gözlemliyoruz. Hayatta olmak, LIGO ve Chandra gibi enstrümanların bize doğanın sunduğu çok heyecan verici şeyleri göstermek için ne kadar heyecan verici bir zaman. ”
Gerçekten de, kozmosa daha uzaklara ve zamanın daha derinlerine bakmak, daha önce bilinmeyen Evren hakkında çok şey ortaya koydu. Ve sadece astronomik olayları daha ayrıntılı ve daha uzak mesafelerde incelemek amacıyla geliştirilmiş araçların geliştirilmesiyle neler öğrenebileceğimiz konusunda bir sınır yok gibi görünüyor. Chandra X-ray Gözlemevi'nin izniyle, GW170817 birleşmesinin bu videosuna baktığınızdan emin olun:
