I augusti 2017 inträffade ett stort genombrott när forskare vid Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) upptäckte gravitationsvågor som tros orsakas av kollision mellan två neutronstjärnor. Denna källa, känd som GW170817 / GRB, var den första händelsen för gravitationsvåg (GW) som inte orsakades av sammanslagningen av två svarta hål, och antogs till och med ha lett till bildandet av ett.
Som sådan har forskare från hela världen studerat denna händelse sedan dess för att lära sig vad de kan av den. Enligt en ny studie ledd av McGill Space Institute och Department of Physics har GW170817 / GRB till exempel visat något ganska konstigt beteende sedan de två neutronstjärnorna kolliderade i augusti. I stället för att dimma, som förväntat, har det gradvis blivit ljusare.
Studien som beskriver teamets resultat, med titeln "Ljusare röntgenstrålning från GW170817 / GRB 170817A: Ytterligare bevis för ett utflöde", dykte nyligen upp i The Astrophysical Journal Letters. Studien leds av John Ruan från McGill University's Space Institute och inkluderade medlemmar från Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR), Northwestern University och Leicester Institute for Space and Earth Observation.
För studiens skull förlitade teamet sig på data som erhölls av NASA: s Chandra röntgenobservatorium, som visade att återstoden har ljusnat i röntgen- och radiovåglängderna under månaderna sedan kollisionen ägde rum. Som Daryl Haggard, en astrofysiker vid McGill University vars forskargrupp ledde den nya studien, sa i ett nyligen pressmeddelande från Chandra:
”Vanligtvis när vi ser en kort gammastrålexplast, blir den genererade jetemissionen ljusa under en kort tid när den krossar i det omgivande mediet - bleknar då systemet slutar att injicera energi i utflödet. Den här är annorlunda; det är definitivt inte en enkel, smal Jane smal jet. "
Dessutom överensstämmer dessa röntgenobservationer med radiovågsdata som rapporterades förra månaden av ett annat team av forskare, som också indikerade att det fortsatte att bli ljusare under de tre månaderna sedan kollisionen. Under samma period kunde röntgen- och optiska observatorier inte övervaka GW170817 / GRB eftersom det var för nära solen vid den tiden.
Men när denna period avslutades kunde Chandra samla in data igen, vilket var förenligt med dessa andra observationer. Som John Ruan förklarade:
”När källan kom ut från den blinda fläcken i himlen i början av december, hoppade vårt Chandra-team vid chansen att se vad som hände. Visst nog visade efterglödet vara ljusare i röntgenvåglängderna, precis som det var i radion. ”
Detta oväntade beteende har lett till en allvarlig surr i det vetenskapliga samhället, där astronomer försökte komma med förklaringar om vilken typ av fysik som kan driva dessa utsläpp. En teori är en komplex modell för fusioner av neutronstjärnor som kallas ”kokongteori”. I enlighet med denna teori kan sammanslagningen av två neutronstjärnor utlösa frigöringen av en stråle som chockar upp det omgivande gasformiga skräpet.
Denna heta "kokong" runt jetstrålen skulle lysa ljust, vilket förklarar ökningen i röntgen- och radiovågutsläpp. Under de kommande månaderna är det säkert att ytterligare observationer görs för att bekräfta eller förneka denna förklaring. Oavsett om "kokongteorin" håller på eller inte, kommer alla framtida studier säkert att avslöja mycket mer om denna mystiska rest och dess konstiga beteende.
Som Melania Nynka, en annan McGill-postdoktorisk forskare och en medförfattare på papperet indikerade, presenterar GW170817 / GRB några verkligt unika möjligheter för astrofysisk forskning. "Denna neutronstjärna-sammanslagning är till skillnad från allt vi har sett tidigare," sade hon. "För astrofysiker är det en gåva som verkar fortsätta att ge."
Det är ingen överdrift att säga att den första upptäckten av gravitationsvågor, som ägde rum i februari 2016, har lett till en ny era i astronomin. Men upptäckten av två neutronstjärnor som kolliderade var också en revolutionerande prestation. För första gången kunde astronomer observera en sådan händelse i både ljusvågor och gravitationsvågor.
I slutändan gör kombinationen av förbättrad teknik, förbättrad metodik och närmare samarbete mellan institutioner och observatorier forskare möjlighet att studera kosmiska fenomen som en gång bara var teoretiska. Framöver verkar möjligheterna nästan obegränsade!
