Космічному телескопу «Габбл» вдалося побачити післясвітіння від події зіткнення двох нейтронних зірок GW170817. Воно вказувало на формування масштабного структурованого релятивістського джета з частинок, які рухалися на «надсвітловій» швидкості — через кут, під яким рухався джет, його спостережувана швидкість видавалася у сім разів більшою за швидкість світла. За цією ілюзією надсвітлової швидкості, а також характером гамма-випромінювання, дані з «Габбла» допоможуть уточнити фізику злиття таких масивних об'єктів як нейтронні зорі. Робота опублікована у журналі Nature.
Художнє уявлення зіткнення нейтронних зірок, що вивільнило джет випромінювання. Elizabeth Wheatley (STScI)
Вибухову подію злиття двох нейтронних зірок GW170817, що знаходяться на відстані близько 130 мільйонів світлових років від нас, астрономи спостерігали ще у 2017 році за допомогою гравітаційних обсерваторій LIGO, VIRGO, а також ряду наземних радіотелескопів. Однак разом з ними, вже через 8 і 159 днів після злиття на місце GW170817 націлився космічний телескоп «Габбл», щоб в оптичному діапазоні побачити наслідки. І тепер астрономи завершили аналіз даних з телескопа і, поєднавши їх з радіоінтерферометрією з наддовгою базою від наземних телескопів, змогли виміряти рух релятивістського джета випромінювання, що вирвалася після злиття.
Кольорове композитне зображення батьківської галактики події злиття NGC 4993, отримане «Габблом». ESA, NASA
Завдяки «Габблу», який побачив теплове випромінювання через нуклеосинтез процесу швидкого захоплення нейтронів (кілонову), астрономи змогли уточнити місце спалаху. А також виміряти Лоренц-фактор джета, що дозволило показати, що струмінь рухався з видимою швидкістю, що в 7,6 раза перевищує швидкість світла. Це значення, звісно, уявне. Подібний «надсвітловий» рух виникає через те, що джет рухається під малим кутом до лінії спостереження і насправді часу для спостерігача для появи світла пройшло більше. Речовина вздовж осі джета стає видимою тільки приблизно в той час, коли крива блиску післясвітіння починає різко знижуватися, що відбувається приблизно через 175 днів після злиття.
Схема геометричних параметрів джета GW170817 для спостерігачів з Землі. Показане ядро джета (жовтим), кокон, що його оточує (червоний), та утворений викид (синім). Кут між лінією спостереження та віссю джета складає 19-25 градусів. Kunal P. Mooley et al. / Nature, 2022
Зараз, згідно з радіоспостереженнями, джет уявно сповільнився до позначки в 4,1 швидкості світла. А уточнений початковий Лоренц-фактор, який сягнув позначки 40, відрізняє подію GW170817 від активних ядер галактик чи подій припливного руйнування. Автори роботи зазначають, що астрометрія руху джетів від злиттів нейтронних зірок від телескопа «Джеймс Вебб» була б точнішою. І такі дослідження посприяють уточненню природи злиттів нейтронних зірок та наслідків цього, а також допоможуть уточнити зв'язок між злиттями нейтронних зірок і короткочасними гамма-сплесками.
NASA / YouTube
«Габбл» не вперше спостерігає за часто вибуховим життям зірок. Наприклад, завдяки його знімкам астрономи змогли уточнити місце спалаху наднової, відстеживши рух її решток.
Що бачив «Габбл»
☄️Телескоп підтвердив рекордні розміри найбільшої комети з хмари Оорта
🌟Знайшов рекордно далеку зірку
🪐Побачив зміну пір року на Сатурні