Хаббл измерил ультрарелятивистский джет, вызванный столкновением двух нейтронных звезд

Объединив информацию от Hubbla, Gaia и наземных интерферометрических измерений, исследователи реконструировали результаты катастрофического столкновения двух нейтронных звезд, обнаруженного в 2017 году, которое характеризовалось относительными потоками, движущимися быстрее скорости света.

Столкновение двух нейтронных звезд было обнаружено в августе 2017 года. Энергия, возникшая в результате взрыва, была неразрешенной и сравнимой с энергией взрыва сверхновой, а пространство-время выстроилось в волны в соответствии с гравитационными волнами, наблюдаемыми здесь, на Земле.

Используя аппарат «Хаббл», астрономы провели наблюдения. После этого события поток высокоэнергетического излучения был выброшен почти со скоростью света. Во время своего прохождения поток вымел межзвездный материал в окружающее пространство, за которым следили с помощью «Хаббла». Невероятная точность космического телескопа была необходима для измерения реактивной орбиты. Реактивные орбиты перемещаются в пространстве со скоростью, превышающей 99,97% от скорости света.

Две нейтронные звезды, стоящие друг напротив друга, не наблюдались непосредственно во время слияния. Однако последствия этого разрушительного события были видны в широком электромагнитном спектральном диапазоне 70 наблюдателям со всего мира. Кроме того, гравитационные волны, вызвавшие столкновение, были обнаружены в 2017 году.

После столкновения две нейтронные звезды превратились в черную дыру, мощная гравитация которой начала притягивать окружающий материал. Этот материал образовал быстро вращающийся диск вокруг гравитационного монстра, способствуя выбросу мощной радиационной струи. Одна из них, наблюдавшаяся на «Хаббле» через два дня после взрыва, была самой быстрой из когда-либо обнаруженных и прошла сквозь материал в раздутой оболочке взрыва.

Читайте также: Хаббл впервые доказал существование одинокой черной дыры, измерив ее массу

Около 100 миллионов одиночных черных дыр дрейфуют среди звезд Млечного Пути. Однако ни одна одиночная черная дыра не была обнаружена без бинарной..

Это событие произошло в 2017 году, но заняло у ученых несколько лет и потребовало анализа данных с «Хаббла» и других наземных телескопов.

Исследователи объединили данные «Хаббла» с наблюдениями со спутника ECA Gaia. Они также добавили радиоданные с нескольких радиотелескопов Национального научного фонда, которые сотрудничали с использованием радиоинтерферометрии с очень длинной базой (VLBI). Эти данные были получены через 75 и 230 дней после взрыва. Точные общие результаты различных наблюдений позволили ученым определить точное место взрыва. В частности:

• Измерения Хаббла показали, что джет двигался с видимой скоростью, в семь раз превышающей скорость света;
• Радио наблюдения показали, что затем джет замедлился до видимой скорости в четыре раза превышающей скорость света.

На самом деле, ничто не может превышать скорость света. Это и есть механизм «сверхлегкости». Поскольку струя приближается к земле почти со скоростью света, свет, который впоследствии излучается, проходит меньшее расстояние. Действительно, струя «появляется в своем собственном свете». На самом деле во время испускания света через него прошло больше потока, чем считают наблюдатели. Это переоценивает скорость объекта. В данном случае она явно превышает скорость света.

Что мы знаем сейчас и что нам еще предстоит понять

Измерения Хаббла и VLBI значительно улучшили наши подозрения о связи между слияниями нейтронных звезд и наблюдением коротких всплесков гамма-излучения. Таким образом, данное исследование прокладывает путь для более точных исследований слияний нейтронных звезд.

Например, очень большая выборка данных может дать еще одно направление исследований для измерения скорости расширения Вселенной как функции числа, известного как постоянная Хаббла, путем наблюдения за потоком сверхскоплений в течение почти нескольких лет. В настоящее время существует расхождение между значением постоянной Хаббла, оцененным для ранней Вселенной, и одной из величайших загадок астрофизики — ближней Вселенной.

Поэтому дополнительные исследования, гипотезы и результаты по релятивистским струям могут добавить информации исследователям, пытающимся решить сложную космическую головоломку.

Краткое изложение этого исследования, опубликованное вчера в журнале Nature, можно найти здесь. Еще одно направление исследований может быть обеспечено, например, наблюдениями потоков сверхрастворимости в течение следующих нескольких лет с использованием достаточно большой выборки данных. Скорость расширения Вселенной относительно числа, называемого постоянной Хаббла. В настоящее время существует расхождение между постоянной Хаббла, рассчитанной для ранней Вселенной, и одной из величайших загадок астрофизики — ближней Вселенной.

NASA зафиксировало столкновение двух нейтронных звезд