(Swinburne University of Technology) Fra fortsatte observationer af en neutronstjerne kollision, vi fangede sidste år, har astrofysikere fundet noget vildt - styrtet spyede en tynd stråle af superhurtige partikler ud i rummet, der rejste med næsten lysets hastighed, men så ud til at bevæge sig meget hurtigere takket være en optisk illusion.
Sammenstødet varobserveret i august sidste år, når en gravitationsbølge Detektion advarede astronomer over hele verden om en forestående begivenhed.
Et stort antal teleskoper blev trænet på stedet - og for første gang så videnskabsmænd to neutronstjerner kollidere i en galakse 130 millioner lysår væk og tog observationer i både gravitationsbølge- og elektromagnetisk bølgeastronomi, som inkluderer radiobølger, Røntgenstråler, gammastråler og synligt lys.
Begivenheden var helt uden fortilfælde; siden da har rumforskere ivrigt iagttaget det nydannede objekt for at prøve at finde ud af, hvad det er, og hvad det vil gøre næste gang.
Gennem disse fortsatte observationer ved hjælp af en bred vifte af radioteleskoper har astrofysikere lokaliseret den relativistiske jetstråle, der ifølge teoretikere var et krav for den type gammastråleudbrud, der udsendes af kolliderende neutronstjerner.
Baseret på observationer taget 75 dage efter fusionen, og igen 230 dage efter fusionen, fandt forskerne, at en region af radioemissionen omkring GW170817 havde flyttet sig – og med så høj hastighed, at et relativistisk jetfly var den eneste rimelige forklaring.
(Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF)
'Vi målte en tilsyneladende bevægelse, der er fire gange hurtigere end lys,' sagde astrofysiker Kunal Mooley af National Radio Astronomy Observatory (NRAO) og Caltech.
'Den illusion, kaldet superluminal bevægelse , resultater, når strålen peger næsten mod Jorden, og materialet i strålen bevæger sig tæt på lysets hastighed.'
Computersimuleringer havde afsløret i juni at denne jet skulle eksistere i en vinkel på 30 grader fra Jorden. Det ville være relativt snævert, hvilket ville forklare den indledende svaghed af det medfølgende gammastråleudbrud - dets synsvinkel gjorde det vanskeligt at observere.
Disse forudsigelser var næsten rigtige, ifølge de nye data.
'Baseret på vores analyse er denne jet højst sandsynligt meget smal, højst 5 grader bred og pegede kun 20 grader væk fra Jordens retning,' sagde astrofysiker Adam Deller fra Swinburne University of Technology i Australien, og tidligere fra NRAO.
'Men for at matche vores observationer skal materialet i jetstrålen også sprænge udad med over 97 procent af lysets hastighed.'
Da neutronstjernerne kolliderede, blomstrede en sky af materiale ud omkring begivenhedens epicenter. Det nye objekt, som de to neutronstjerner dannede inde i denne kugle af affald - enten en rigtig stor neutronstjerne eller envirkelig lille sort hul- ville have tyngdekraften tiltrukket nærliggende materiale, trukket det ind i en tilvækstskive, som vand, der hvirvler rundt i et afløb.
Men efterlys-emissionerne fra fusionen var ejendommelige. De startede sent, toppede omkring 150 dage efter fusionen og forsvandt derefter hurtigt. Forskere har søgt efter en forklaring, med hypoteser, herunder en 'kvælet' jet, der ikke var i stand til at undslippe vragrester, og en vellykket jet, som spredte energi ind i vraget, mens det undslap.
(D. Berry, O. Gottlieb, K. Mooley, G. Hallinan, NRAO/AUI/NSF)
Holdets data indikerede, at det, der faktisk skete, var en kombination af begge disse scenarier. Strålen skubbede oprindeligt affaldsskallen udad og skabte en ekspanderende kokon af materiale. Men dette materiale bevægede sig ikke så hurtigt som jetflyet, så til sidst brød jetflyet fri.
Ifølge holdets observationer dominerede kokonen derfor radioudsendelsen før 60 dage efter fusionen. Efter det tidspunkt tog den smalle jet over.
Opdagelsen er vigtig, der styrker forbindelsen mellem neutronstjernefusioner og kortvarige gammastråleudbrud.
'Fusionsbegivenheden var vigtig af en række årsager, og den fortsætter med at overraske astronomer med mere information,' sagde Joe Pesce , NSF-programdirektør for NRAO.
'Jets er gådefulde fænomener set i en række miljøer, og nu giver disse udsøgte observationer i radiodelen af det elektromagnetiske spektrum fascinerende indsigt i dem, og hjælper os med at forstå, hvordan de fungerer.'
Holdets forskning er blevet publiceret i tidsskriftet Natur .