Hurtigere end lys? Neutron-Star-fusion skød et jetfly ud med tilsyneladende umulig hastighed

Neutron-Star-fusion og dens jetfly

De simulerede radiobilleder i denne ikke-i-skala-kunstners illustration viser superhurtige jetfly, der sprængte fra det sorte hul, der blev skabt ved sammenlægningen af ​​to neutronstjerner, en dramatisk begivenhed observeret i august 2017. I de 155 dage mellem to observationer syntes jetflyet at flytte 2 lysår, en afstand, der ville kræve, at den rejste fire gange hurtigere end lys. Denne 'superluminal bevægelse' er en illusion skabt, når strålen peger næsten mod Jorden; den bevæger sig faktisk med omkring 97 procent lyshastighed. (Image credit: D. Berry, O. Gottlieb, Mooley K., G. Hallinan, NRAO / AUI / NSF)



Det dramatiske neutronstjernefusion at astronomer opdagede sidste år genererede en stråle af materiale, der syntes at bevæge sig med fire gange lysets hastighed, rapporterer en ny undersøgelse.



'Synt' er selvfølgelig det operative ord her; fysikkens love fortæller os det intet kan rejse hurtigere gennem rummet end lys . Så superluminal bevægelse var en illusion, som var forårsaget af jetens (stadig meget hurtige) hastighed og det faktum, at den sprængte næsten direkte på os, sagde forskere.

'Baseret på vores analyse er denne jet sandsynligvis meget smal, højst 5 grader bred og blev peget kun 20 grader væk fra Jordens retning,' siger studieforfatter Adam Deller fra Swinburne University of Technology i Australien, i en erklæring fra National Radio Astronomy Observatory (NRAO), en facilitet fra US National Science Foundation (NSF). [Gravitationsbølger fra neutronstjerner: opdagelsen forklaret]



'Men for at matche vores observationer skal materialet i strålen også sprænge udad med over 97 procent af lysets hastighed,' tilføjede han.

Deller og hans kolleger-ledet af Kunal Mooley, fra NRAO og California Institute of Technology i Pasadena-brugte en række radioteleskoper til at studere følgerne af neutronstjernekollisionen, en historisk begivenhed kendt som GW170817.

GW170817 var den første dokumenterede kollision mellem to neutronstjerner, de superdense rester af massive stjerner, der er døde i supernovaeksplosioner. GW170817, der fandt sted omkring 130 millioner lysår fra Jorden, åbnede også æraen med 'multimessenger-astronomi': det var den første begivenhed, der nogensinde blev opdaget via begge gravitationsbølger (krusninger i rumtiden, der først blev forudsagt af Albert Einstein for et århundrede siden) og elektromagnetisk stråling.



Navnet GW170817 er i øvrigt et nikk til de gravitationsbølger, såvel som datoen astronomer observerede begivenheden - 17. august 2017.

Forskere mener, at fusionen genererede en kraftig eksplosion, der skubbede en skal af materiale langt ud i rummet. Inde i denne skal fusionerede den neutronstjerner skabt et enkelt sort hul, som begyndte at suge masser af gas og støv op. Dette materiale dannede en hurtigt roterende skive omkring det sorte hul; inden længe begyndte tvillingstråler at sprænge fra diskens stænger, sagde forskergruppemedlemmer.

Det havde været uklart, om disse jetfly brød igennem skraldeskallen, der blev skabt ved den originale eksplosion. Men observationer fra Mooley og hans team - foretaget 75 dage og 230 dage efter den første opdagelse af GW170817 - indikerer, at dette faktisk skete.



Først interagerede jetflyene med det udviste affald for at danne en slags kokon, som bevægede sig meget langsommere end jetflyene selv. Men strålerne brød til sidst fri i interstellært rum.

'Vores fortolkning er, at kokonen dominerede radioemissionen indtil omkring 60 dage efter fusionen, og senere var emissionen jet-domineret,' siger medforfatter Ore Gottlieb, en teoretiker ved Tel Aviv University i Israel, i samme erklæring.

Denne illustration viser følgerne af neutronstjernefusionen. Ejecta fra en indledende eksplosion dannede en skal omkring det sorte hul dannet ved fusionen. En stråle af materiale, der blev drevet fra en skive, der omgiver det sorte hul, interagerede først med ejektamaterialet for at danne en bred

Denne illustration viser følgerne af neutronstjernefusionen. Ejecta fra en indledende eksplosion dannede en skal omkring det sorte hul dannet ved fusionen. En stråle af materiale, der drives fra en skive, der omgiver det sorte hul, interagerede først med ejecta -materialet for at danne en bred 'kokon'. Senere brød jetstrålen igennem for at komme ind i interstellarrum, hvor dens ekstremt hurtige bevægelse blev tydelig.(Billedkredit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF)

Nu til den hurtigere end lys del: I de 155 dage mellem de to observationer syntes strålen, der pegede mod Jorden, at springe frem med 2 lysår-en afstand, der tyder på, at den kørte med fire gange lysets hastighed. Men igen, dette var bare en illusion.

De nye resultater tyder på, at fusioner med neutronstjerner er vigtige kilder til gammastråler med kort varighed, sagde undersøgelsesteammedlemmer. Fusionsgenererede jetfly skal næsten være i overensstemmelse med Jorden, for at disse udbrud af højenergilys kan detekteres, tilføjede de.

Fusionsbegivenheden var vigtig af flere årsager, og den overrasker fortsat astronomer med flere oplysninger, sagde Joe Pesce, NSF -programdirektør for NRAO, i samme erklæring. 'Stråler 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.'

Den nye undersøgelse blev offentliggjort online i dag (5. september) i tidsskriftet Natur .

Følg Mike Wall på Twitter @michaeldwall og Google+ . Følg os @Spacedotcom , Facebook eller Google+ . Oprindeligt udgivet den guesswhozoo.com .