A National Science Foundation (NSF) rádióteleszkóp-gyűjteményének felhasználásával végzett pontos mérések azt mutatták, hogy egy keskeny részecskesugár, amely a fénysebesség közelében halad, és a csillagközi térbe kilökődik, miután egy neutroncsillag-pár összeolvadt a Földtől 130 millió fényévnyire lévő galaxisban. A 2017. augusztusi egyesülés gravitációs hullámokat hozott létre, amelyek rezgéseket okoztak az űrben. Ez volt az első olyan esemény, amelyben mind a gravitációs, mind az elektromágneses hullámokat, beleértve a gammasugarakat, röntgensugarakat, látható fény- és rádióhullámokat, azonnal észlelték.
A GW170817 névre keresztelt egyesülés következményeit világszerte keringő és földi távcsöveken keresztül lehetett megfigyelni. A tudósok megjegyezték, hogy a keletkező hullámok jellemzői idővel megváltoztak, és ezeket a változásokat felhasználva azonosították az egyesülést követő jelenségek jellegét.
Az egyik kérdés, még hónapokkal az egyesülés után is szembetűnő volt, hogy az esemény létrehozott-e egy keskeny, gyorsan mozgó anyagáramot, amely bejutott a csillagközi térbe. Ez nagyon fontos volt, mert ilyen sugárok szükségesek a gammasugárzások olyan típusainak létrehozásához, amelyeket az elméleti szakemberek úgy véltek, hogy neutroncsillag-párok összeolvadásával kellett volna előidézniük.
A válasz akkor érkezett, amikor a csillagászok az NSF nagyon hosszú alapvonal-tömbjének (VLBA), Karl Jansky nagyszabású tömbjének (VLA) és Robert S. Byrd Green Bank-teleszkópjának (GBT) kombinációját használták. Megállapították, hogy az összefolyás rádióemissziójának helye az űrben mozog, és a mozgás olyan gyors volt, hogy csak egy repülőgép tudta megmagyarázni a sebességét.
– Megmértük ezt a mozgást, amely négyszer gyorsabbnak bizonyult, mint a fény. Ez a szuperluminális mozgásnak nevezett illúzió akkor fordul elő, amikor a sugár szinte a Föld felé tart, és a sugárban lévő anyag megközelíti a fénysebességet “- mondta Kunal Muli, az Országos Rádiócsillagászati Obszervatórium (NRAO) és a Caltech.
A csillagászok az egyesülés után 75 nappal, majd 230 nappal később ismét megfigyelték az objektumot.
“Elemzésünk alapján ez a sugár valószínűleg nagyon keskeny, legfeljebb 5 fok széles és csak 20 fokkal van a Föld irányától” – mondta Adam Deller, a Swinburne Műszaki Egyetem munkatársa. “De a megfigyeléseinknek való megfelelés érdekében a sugárban lévő anyagnak kifelé is fel kellett robbannia, több mint 97 százalékkal gyorsabban, mint a fénysebesség.”
Az esemény jelenlegi forgatókönyve az, hogy két szupersűrű neutroncsillag kezdeti egyesülése robbanást okozott, amely kifelé tolta a gömb alakú törmelékhéjat. Neutroncsillagok omlottak be a fekete lyukba, amelynek hatalmas gravitációja az anyag felé kezdett húzódni. Ez az anyag egy gyorsan forgó tárcsát képezett, amely sugárpárokat generált, amelyek kifelé mozogtak pólusaikból.
Ennek az eseménynek a kibontakozása során felmerült a kérdés, hogy a sugárhajtóművek kibújnak-e az eredeti robbanás törmelékének héjából. Megfigyelési adatok azt mutatták, hogy a sugárhatás kölcsönhatásba lépett az űrhulladékokkal, széles anyaggubót képezve, kifelé tágulva. A gubó lassabban tágult, mint a sugárhajtók.
“Értelmezésünk szerint a gubó az egyesülés után körülbelül 60 napig uralta a rádióemissziót, később pedig a sugárzásnak kitettek a sugárzásnak” – mondta Ore Gottlieb, a Tel Avivi Egyetem vezető tanulmányírója.
“Szerencsénk volt, hogy megfigyelhettük ezt az eseményt, mert ha a sugár messze lenne a Földtől, akkor a rádióemisszió túl gyenge lenne annak észleléséhez” – tette hozzá Gregg Hollinan, a Caltech munkatársa.
Jelenleg a tudósok biztosak abban, hogy egy gyorsan mozgó sugár észlelése a GW170817-ben jelentősen fokozza a neutroncsillag-összeolvadások és a rövid távú gammasugár-kapcsolatok közötti kapcsolatot. Most már tudják, hogy a sugároknak viszonylag a Föld felé kell irányulniuk, hogy kimutassák a gammasugarak kitörését.
