Avgusta 2017 se je zgodil še en velik preboj, ko je Laser Interferometer Gravitacijsko-valovni observatorij (LIGO) zaznal valove, za katere se verjame, da jih povzroča združitev nevtronskih zvezd. Kmalu zatem so znanstveniki LIGO, Advanced Device in vesoljskega teleskopa Fermi Gamma-ray lahko ugotovili, kje na nebu se je zgodil ta dogodek (znan kot kilonova).
Ta vir, znan kot GW170817 / GRB, je bil tarča številnih nadaljnjih raziskav, saj so verjeli, da bi združitev lahko privedla do nastanka črne luknje. Glede na novo raziskavo skupine, ki je analizirala podatke iz Nasinega rentgenskega observatorija Chandra od dogodka, lahko znanstveniki zdaj z večjim zaupanjem trdijo, da je združitev ustvarila novo črno luknjo v naši galaksiji.
Študija z naslovom "GW170817 Najverjetneje je naredila črno luknjo" se je pred kratkim pojavila v The Astrophysical Journal Letters. Študijo je vodil David Pooley, docent za fiziko in astronomijo na univerzi Trinity v San Antoniu, vključevali pa so člane iz Teksaške univerze v Austinu, kalifornijske univerze v Berkeleyju in laboratorija za energetični kozmos na univerzi Nazarbajev v Kazahstanu.
Zaradi študije je skupina analizirala rentgenske podatke Chandra, ki so jih v dneh, tednih in mesecih odkrili gravitacijski valovi s pomočjo LIGO in gama žarkov z NASA-ino misijo Fermi. Medtem ko je skoraj vsak teleskop na svetu opazoval vir, so bili podatki rentgenskih žarkov ključni za razumevanje, kaj se je zgodilo po trku obeh nevtronskih zvezd.
Medtem ko opazovanje Chandra dva do tri dni po dogodku ni uspelo odkriti izvora rentgenskih žarkov, so poznejša opažanja 9, 15 in 16 dni po dogodku povzročila odkritje. Vir je za nekaj časa izginil, ko je GW170817 minil za Soncem, vendar so bila dodatna opažanja približno 110 in 160 dni po dogodku, oba pa sta se močno osvetlila.
Medtem ko so podatki LIGO astronomom omogočali dobro oceno mase nastalega predmeta po združitvi nevtronskih zvezd (2,7 sončne mase), to ni bilo dovolj, da bi ugotovili, kaj je postalo. V bistvu je ta količina mase pomenila bodisi najmočnejšo nevtronsko zvezdo, ki je bila kdajkoli najdena, ali črno luknjo z najnižjo maso, ki je bila kdajkoli najdena (prejšnji rekorderji so bili štirje ali pet sončnih mas). Kot je pojasnil Dave Pooley v sporočilu za tisk NASA / Chandra:
"Medtem ko so nevtronske zvezde in črne luknje skrivnostne, smo jih v celotnem vesolju preučevali s pomočjo teleskopov, kot je Chandra. To pomeni, da imamo tako podatke kot teorije o tem, kako pričakujemo, da se bodo takšni predmeti obnašali na rentgenskih žarkih. "
Če bi se nevtronske zvezde združile v večjo nevtronsko zvezdo, bi astronomi pričakovali, da se bo hitro vrtela in ustvarila in zelo močno magnetno polje. To bi ustvarilo tudi razširjen mehurček visokoenergijskih delcev, kar bi povzročilo svetle rentgenske emisije. Vendar pa so podatki Chandre razkrili rentgenske žarke, ki so bile nekaj sto krat manjše od pričakovane od ogromne nevtronske zvezde, ki se hitro vrti.
S primerjavo Chandra opazovanj s tistimi iz NSF-jevega Karla G. Janskyja zelo velik razpon (VLA) sta Pooley in njegova ekipa lahko sklepala, da je bila rentgenska emisija v celoti posledica udarnega vala, ki ga je povzročila združitev, ki se je razbila v okoliško plina. Skratka, ni bilo nobenega znaka rentgenskih žarkov, ki so bili posledica nevtronske zvezde.
To močno pomeni, da je bil nastali predmet v resnici črna luknja. Če bi bili potrjeni, bi ti rezultati kazali, da je postopek tvorbe črne luknje včasih lahko zapleten. V bistvu bi bil GW170817 posledica dveh zvezd, ki sta doživeli eksplozijo supernove, ki sta za seboj puščali dve nevtronski zvezdi v dovolj tesni orbiti, da sta se na koncu združili. Kot je pojasnil Pawan Kumar:
"Morda smo odgovorili na eno najosnovnejših vprašanj o tem bleščečem dogodku: kaj je povzročilo? Astronomi že dolgo sumijo, da bi združevanja nevtronskih zvezd ustvarile črno luknjo in povzročile razpoke sevanja, vendar smo do zdaj manjkali za to. "
V prihodnosti je mogoče trditve, ki jih navajata Pooley in njegovi sodelavci, preizkusiti s pomočjo prihodnjih rentgenskih in radijskih opazovanj. V zvezi s tem bi bili še posebej koristni instrumenti naslednje generacije - na primer Square Kilometer Array (SKA), ki se trenutno gradi v Južni Afriki in Avstraliji, in ESA-jev Napredni teleskop za visokoenergetsko astrofiziko (Athena +).
Če se na koncu ostanek izkaže za ogromno nevtronsko zvezdo z močnim magnetnim poljem, bi moral vir v prihodnjih letih postati veliko svetlejši v rentgenskih in radijskih valovnih dolžinah, ko se visokoenergijski mehurček ujame z upočasnjenim šokom val. Ko slabi udarni val, astronomi pričakujejo, da bo še naprej postajal šibkejši, kot je bil pred nedavnim.
Ne glede na to bodo prihodnja opažanja GW170817 prinesla veliko informacij, pravi J. Craig Wheeler, soavtor študije z univerze v Teksasu. "GW170817 je astronomski dogodek, ki se še naprej daje," je dejal. "Iz tega dogodka izvemo toliko o astrofiziki najgostejših znanih predmetov."
Če ta nadaljnja opazovanja ugotovijo, da je posledica združitve težka nevtronska zvezda, bi to odkritje izpodbijalo teorije o zgradbi nevtronskih zvezd in kako masivne so lahko. Po drugi strani pa, če ugotovijo, da je tvorila drobno črno luknjo, bo izzival astronomske predstave o spodnjih mejnih masah črnih lukenj. Za astrofizike je to v bistvu scenarij win-win.
Kot je dodal soavtor Bruce Grossan s kalifornijske univerze v Berkeleyju:
"Na začetku moje kariere so astronomi lahko samo opazovali nevtronske zvezde in črne luknje v lastni galaksiji, zdaj pa opazujemo te eksotične zvezde po vsem kozmosu. Kakšen vznemirljiv čas je biti živ, videti instrumente, kot sta LIGO in Chandra, ki nam prikazujejo toliko vznemirljivih stvari, ki jih narava ponuja. "
Dejansko je gledanje dlje v vesolje in globlje v čas razkrilo veliko vesolja, ki je bilo prej neznano. In z izboljšanimi instrumenti, ki se razvijajo z edinim namenom podrobnejšega proučevanja astronomskih pojavov in na še večjih razdaljah, se zdi, da tega, kar se lahko naučimo, ni omejitev. In prepričajte se, da si oglejte ta videoposnetek združitve GW170817 z dovoljenjem rentgenskega observatorija Chandra:
