Bu, bir sanatçının çarpışan iki nötron yıldızı izlenimi. İki yoğun yıldız kalıntısı arasındaki çarpışma, 1.000 standart yıldız nova patlamasının enerjisini serbest bırakır. Çarpışmanın ardından, kaynak makinesinden neredeyse ışık hızında bir radyasyon jeti püskürtülür. Jet, güçlü manyetik alanlarla sınırlandırılmış dar bir ışın boyunca yönlendirilir. Kükreyen jet, çevredeki yıldızlararası ortamın içine girdi ve materyali süpürdü. Kredi bilgileri: Elizabeth Wheatley (STScI)
Saniyede 299.000.000 metreden fazla – bir yıldız çarpmasından kaynaklanan ultra hızlı bir jet patlaması.
Nötron yıldızları, patlayan büyük kütleli yıldızların hayatta kalan “çöple sıkıştırılmış” çekirdekleridir. Güneşimizden daha ağır olmalarına rağmen, New York şehrinin içine sığarlardı. Bu hayal edilemez yoğunlukta, tek bir çay kaşığı yüzey malzemesi Dünya’da en az 4 milyar ton ağırlığında olacaktır.
Bu aklınızı başınızdan almıyorsa, bu yoğun güllelerden ikisi kafa kafaya çarpıştığında ne olduğunu hayal edin. adı verilen bir olguda zaman ve uzayın dokusunu dalgalandırırlar.[{” attribute=””>gravitational waves, which can be measured by detectors on the ground on Earth.
The explosive event, named GW170817, was observed in August 2017. The blast released energy comparable to that of a supernova explosion. It was the first combined detection of gravitational waves and gamma radiation from a neutron star merger.
In the aftermath of the smashup, a blowtorch jet of radiation was ejected at nearly the speed of light, slamming into the material surrounding the obliterated pair. Hubble was on the scene of the explosion just two days after the collision. Astronomers used Hubble to measure the motion of a blob of material the jet slammed into. As the jet rocketed away from the site of the explosion, the blob moved outward like a leaf caught on a stream of water from a garden hose.
The incredible precision, gleaned from Hubble and radio telescopes, needed to measure the blob’s trajectory, was equivalent to measuring the diameter of a 12-inch pizza placed on the Moon as seen from Earth. This was a major watershed in the ongoing investigation of neutron star collisions that keep ringing throughout the universe.
İki nötron yıldızı, patlayan büyük kütleli yıldızların hayatta kalan çekirdekleri, yerçekimi dalgaları adı verilen bir fenomende zaman ve uzay dokusunda bir dalgalanma göndererek çarpıştı. Sonrasında, neredeyse ışık hızında bir kaynak makinesi radyasyon jeti püskürtüldü ve yok edilen çifti çevreleyen malzemeye çarptı. Gökbilimciler, jetin çarptığı bir malzeme damlasının hareketini ölçmek için Hubble’ı kullandılar. Kredi: NASAGoddard Uzay Uçuş Merkezi; Baş Yapımcı: Paul Morris
NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, bir jetin iki nötron yıldızı arasındaki titanik bir çarpışmayla ışık hızının %99,97’sinden daha yüksek hızlarda uzayda patladığını gösteren benzersiz bir ölçüm yaptılar.
GW170817 olarak adlandırılan patlama, Ağustos 2017’de meydana geldi. Patlama, bir süpernova patlamasına benzer bir enerji üretti. İlk kez bir ikili nötron yıldızı birleşmesinden yerçekimi dalgaları ve gama ışınları birlikte tespit edildi.
Bu, bu olağanüstü çarpışmaların araştırılmasında önemli bir dönüm noktasıydı. Yerçekimi dalgalarının keşfine ek olarak, dünya çapında ve uzayda 70 gözlemevi, elektromanyetik spektrumun geniş bir alanında bu birleşmenin sonuçlarını gördü. Bu, evrenin zaman içinde ilerlemesini analiz etmek için yerçekimi dalgaları ve ışık dahil olmak üzere bir dizi “haberciyi” kullanan Zaman Etki Alanı ve Çoklu Haberci Astrofiziği alanında önemli bir gelişmeye işaret etti.
Sadece iki gün sonra, bilim adamları hızla Hubble’ı patlamanın olduğu yere doğrulttular. Nötron yıldızları çöktü Kara delik, güçlü yerçekimi maddeyi kendisine doğru çekmeye başladı. Bu malzeme hızla dönerek kutuplarından dışarı doğru hareket eden jetler üretti. Kükreyen jet, genişleyen patlama enkaz kabuğuna çarptı ve enkazı süpürdü. Bu, içinden bir jetin çıktığı bir malzeme damlasını içeriyordu.
Olay 2017’de gerçekleşmiş olsa da, bilim adamlarının bu tam resmi çizmek için Hubble verilerinin yanı sıra diğer teleskoplardan gelen verileri nasıl analiz edeceklerini anlamaları birkaç yıl aldı.
Hubble gözlemi, çok uzun temel interferometri (VLBI) için birlikte çalışan çok sayıda Ulusal Bilim Vakfı radyo teleskopundan alınan gözlemlerle birleştirildi. Radyo verileri patlamadan 75 gün ve 230 gün sonra alınmıştır.
California, Pasadena’daki Caltech’ten Kunal P. Mooley, “Hubble’ın bize dünya çapında yayılmış güçlü radyo VLBI teleskoplarının elde ettiği kesinliğe rakip olacak kadar kesin bir ölçüm verebilmesine şaşırdım,” dedi. son zamanlarda dergide yayınlanan Doğa.
Yazarlar, aşırı hassasiyet elde etmek için Hubble verilerini VLBI’ye ek olarak ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) Gaia uydusundan gelen verilerle birlikte kullandılar. Maryland, Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden Jay Anderson, “Bu ölçümü yapmak için verilerin dikkatli bir şekilde analiz edilmesi aylar sürdü” dedi.
Farklı gözlemleri birleştirerek, patlama yerini tam olarak belirleyebildiler. Hubble ölçümü, jetin ışık hızının yedi katı görünür bir hızla hareket ettiğini gösterdi. Radyo gözlemleri, jetin daha sonra ışık hızından dört kat daha hızlı görünen bir hıza yavaşladığını gösteriyor.
Gerçekte hiçbir şey ışık hızını aşamaz, dolayısıyla bu “süperluminal” hareket bir yanılsamadır. Jet, Dünya’ya neredeyse ışık hızıyla yaklaştığı için, daha sonra yaydığı ışığın gitmesi gereken mesafe daha kısadır. Özünde, jet kendi ışığını kovalıyor. Gerçekte, jetin ışığı yayması arasında gözlemcinin düşündüğünden daha fazla zaman geçmiştir. Bu, nesnenin hızının fazla tahmin edilmesine neden olur – bu durumda görünüşte ışık hızını aşıyor.
Berkeley’deki California Üniversitesi’nden Wenbin Lu, “Sonuçlarımız, jetin fırlatıldığında ışık hızının en az %99,97’si oranında hareket ettiğini gösteriyor” dedi.
2018’de duyurulan VLBI ölçümleriyle birleştirilen Hubble ölçümleri, nötron yıldızı birleşmeleri ile kısa süreli gama ışını patlamaları arasındaki uzun süredir varsayılan bağlantıyı büyük ölçüde güçlendiriyor. Bu bağlantı, şimdi GW170817’de ölçülen, hızlı hareket eden bir jetin ortaya çıkmasını gerektiriyor.
Bu çalışma, tarafından tespit edilen nötron yıldızı birleşmelerinin daha hassas çalışmalarının önünü açıyor. LIGO, Başak ve KAGRA yerçekimi dalgası gözlemevleri. Önümüzdeki yıllarda yeterince büyük bir örneklemle, göreceli jet gözlemleri, Hubble sabiti olarak bilinen bir sayı ile ilişkili olarak evrenin genişleme hızını ölçmek için başka bir araştırma hattı sağlayabilir.
Şu anda, erken evren ve yakın evren için tahmin edilen Hubble sabiti değerleri arasında bir tutarsızlık var – bugün astrofizikteki en büyük gizemlerden biri. Farklı değerler, Hubble ve diğer gözlemevleri tarafından yapılan son derece hassas Tip la süpernova ölçümlerine ve ESA’nın Planck uydusu tarafından yapılan Kozmik Mikrodalga Arka Plan ölçümlerine dayanmaktadır. Göreceli jetlerin daha fazla görünümü, bulmacayı çözmeye çalışan gökbilimciler için bilgi sağlayabilir.
Referans: Kunal P. Mooley, Jay Anderson ve Wenbin Lu’nun yazdığı “nötron-yıldız birleşmesi GW170817’de optik ışık üstü hareket ölçümü”, 12 Ekim 2022, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-022-05145-7
bu Hubble uzay teleskobu NASA ve ESA arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble bilim operasyonlarını yürütür. STScI, Washington, DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA için işletilmektedir.