Mart ayında, gökbilimciler Hubble Uzay Teleskobu'nu uzaydaki iki nötron yıldızının çarpıştığı uzak bir noktaya işaret ettiler. Hubble'ın dev gözünü kullanarak, teleskopun Dünya'daki yörüngelerinden altısı boyunca 7 saat, 28 dakika ve 32 saniye boyunca o uzak noktaya baktılar. Bu, gökbilimcilerin "en derin" imaj olarak adlandırdığı, çarpışma yerinin en uzun pozlamasıydı. Ancak çarpışmadan gelen ışığın Dünya'ya ulaşmasından 19 aydan fazla süren atışları, nötron yıldızı birleşmesinin kalıntılarını almadı. Ve bu harika bir haber.
Bu hikaye, 17 Ağustos 2017'de bir yalpalama ile başladı. Uzaydan 130 milyon ışıkyılı boyunca geçen bir yerçekimi dalgası, küre. Bu sinyal, araştırmacılara iki nötron yıldızının - şimdiye kadar tespit edilen ilk nötron yıldızı birleşmesinin sonucu olduğunu söyleyen bir patern izledi. Yerçekimi dalgası dedektörleri, bir dalganın hangi yönden geldiğini söyleyemez, ancak sinyal geldiği anda, dünyadaki gökbilimciler harekete geçti ve gece gökyüzünü patlama kaynağı için avladı. Yakında buldular: NGC4993 olarak bilinen bir galaksinin eteklerinde bir nokta, çarpışmanın "kilonova "'sı ile aydınlandı - parlak bir ışık göstergesinde radyoaktif materyali hızla çürüyen büyük bir patlama.
Birkaç hafta sonra, NGC4993 güneşin arkasından geçti ve çarpışmanın ilk işaretinden yaklaşık 100 gün sonra tekrar ortaya çıkmadı. Bu noktada, kilonova solmuş, nötron yıldızı birleşmesinin "gün batımı sonrası kızıllığını" ortaya çıkardı - daha sönük ama daha uzun süreli bir fenomen. Aralık 2017 ve Aralık 2018 arasında, gökbilimciler Hubble'ı yavaş yavaş soluklaştıktan sonra 10 kez gözlemlemek için kullandı. Bununla birlikte, görünür bir gün batımı sonrası kızıllık veya diğer çarpışma belirtilerini göstermeyen bu son görüntü, en önemlisi olabilir.
Northwestern Üniversitesi'nden bu son görüntüleme çabasını yöneten bir astronom olan Wen-fai Fong, "Gerçekten doğru bir görüntü elde edebildik ve önceki 10 görüntüye tekrar bakmamıza ve gerçekten doğru bir zaman serisi yapmamıza yardımcı oldu." Dedi.
Bu "zaman serileri", zaman içinde gelişen gün batımı sonrası kızıllığın 10 net çekimi anlamına gelir. Serinin son noktasını, herhangi bir gün batımı sonrası parlaklık olmadan o noktayı gösteren, önceki görüntülere geri dönmelerine ve çevreleyen yıldızlardan ışığı çıkarmalarına izin verdi. Bütün bu yıldız ışığı kaldırıldıktan sonra, araştırmacılar, gün ışığının zaman içinde şeklinin ve evriminin benzeri görülmemiş, son derece ayrıntılı resimlerine bırakıldı.
Ortaya çıkan resim, gece gökyüzüne sadece gözlerimizle baktığımızda göreceğimiz hiçbir şeye benzemiyor, Fong Canlı Bilim'e söyledi.
"İki nötron yıldızı birleştiğinde, ya ağır bir nötron yıldızı ya da açık bir kara delik olan ağır bir nesne oluştururlar ve çok hızlı dönerler. Ve malzeme direkler boyunca dışarı atılır." Dedi.
Bu malzeme biri güney kutbundan diğeri kuzeyden olmak üzere iki sütunda kabarma hızlarında çıkıyor. Çarpışma yerinden uzaklaştıkça toza ve diğer yıldızlararası uzay döküntülerine karşı patlar, kinetik enerjisinin bir kısmını aktarır ve yıldızlararası malzemenin parlamasını sağlar. İlgili enerjiler yoğun, dedi Fong. Güneş sistemimizde bu olsaydı, güneşimizi çok gölgede bırakacaktı.
Bunların çoğu, daha önceki teorik çalışmalardan ve gün batımı sonrası kızıllık gözlemlerinden biliniyordu, ancak Fong'un astronomlara yaptığı çalışmanın asıl önemi, orijinal çarpışmanın gerçekleştiği bağlamı ortaya koymasıdır.
İngiltere'deki Warwick Üniversitesi'nde bir gökbilimci olan Joseph Lyman, gün batımı sonrası kızıllık üzerine daha önce bir çalışma yürüten Joseph Lyman, "Bu güzel bir çalışma. Daha önceki Hubble gözlemlerinden çalışmalarımızda şüphelendiğimizi gösteriyor," dedi. "İkili nötron yıldızı küresel bir kümenin içinde birleşmedi."
Küresel yıldız kümeleri, yıldızların yoğun olduğu bölgelerdir, yeni çabaya dahil olmayan Lyman, Live Science'a verdiği demeçte. Nötron yıldızları nadirdir ve nötron yıldızı ikili dosyalar veya birbirlerinin etrafında dönen nötron yıldızları daha nadirdir. İlk başlarda, gökbilimciler, birleşme nötron yıldızı ikili dosyalarının yıldızların sıkıca kümelendiği ve çılgınca birbirlerinin etrafında döndüğü alan bölgelerinde ortaya çıkacağından şüpheleniyorlardı. Lyman ve meslektaşları, önceki Hubble verilerinin analiz edildiğinde, durumun böyle olmayabileceğine dair bazı kanıtlar ortaya çıkardılar. Fong'un görüntüsü, bulunacak küresel bir küme olmadığını gösterdi; bu, en azından bu durumda, bir nötron yıldızı çarpışmasının oluşturmak için yoğun bir yıldız kümesine ihtiyaç duymadığını doğruladı.
Fong, bu olayları incelemenin önemli bir nedeninin, kısa gama ışını patlamalarını - astronomların zaman zaman uzayda tespit ettikleri gizemli gama ışınları patlamalarını anlamamıza yardımcı olabileceğini söyledi.
"Bu patlamaların iki nötron yıldızı birleşebileceğini düşünüyoruz" dedi.
Bu durumlarda (doğayı doğrulayacak herhangi bir yerçekimi dalgası tespit etmeyen gökbilimcilerin üstünde) fark, birleşmelerin Dünya'ya açısıdır.
Fong, Dünya'nın bu birleşmeden sonradan bir yan görünümü olduğunu söyledi. Işığın yükseldiğini görüp zamanla soluklaştık.
Ancak kısa gama ışını patlamaları meydana geldiğinde, "Sanki itfaiyenin namlusuna bakıyorsunuz." Dedi.
Dedi ki, bu örneklerden kaçan madde jetlerinden biri Dünya'ya işaret edildi. Bu yüzden ilk önce en hızlı hareket eden parçacıklardan gelen ışığı, ışık hızının önemli bir kısmında seyahat ederek, kısa bir gama ışını parlaması olarak görüyoruz. Daha sonra yavaş hareket eden parçacıklar Dünya'ya ulaşıp görünür hale geldikçe ışık noktası yavaşça sönecektir.
Astrophysical Journal Letters'da yayınlanacak olan bu yeni makale, teoriyi doğrulamıyor. Ancak, nötron yıldızı birleşmesinin günahkârlığını incelemek için araştırmacılara daha önce hiç olmadığı kadar materyal sunuyor.
"Bu son derece zayıf sistemleri anlamada Hubble'ın önemi için iyi bir reklamdır," dedi Lyman, "ve 2021'de konuşlandırılması planlanan Hubble'ın dev halefi, daha fazla olanakların ne olacağına dair ipuçları veriyor." .
Editörün notu: Bu hikaye saat 20: 20'de düzeltildi. 13 Eylül Cuma günü EST, hiçbir gama ışınının bir nötron yıldızı birleşmesiyle doğrudan bağlantılı olmadığını bildiren bir ifadeyi kaldırmak için. Birleşme GW170817 ile hafif bir gama ışını duşu bağlandı.
