Že marca so astronomi usmerili vesoljski teleskop Hubble na oddaljeno točko v vesolju, kjer sta se trčili dve nevtronski zvezdi. S Hubblovim orjaškim očesom so 7 ur, 28 minut in 32 sekund strmeli v to oddaljeno mesto v šestih orbiteh teleskopa okoli Zemlje. To je bila najdaljša izpostavljenost mesta trka, kar astronomi imenujejo "najglobja" slika. Toda njihov strel, narejen več kot 19 mesecev po tem, ko je svetloba od trka dosegla Zemljo, ni nabral nobenih ostankov združitve nevtronskih zvezd. In to je odlična novica.
Ta zgodba se je začela z nihanjem 17. avgusta 2017. Gravitacijski val, ki je v vesolju prepotoval 130 milijonov svetlobnih let, se je spoznal z laserji v Laser Interferometer Gravitacijski valovni observatorij (LIGO), gravitacijski detektor valov, ki zajema globus. Ta signal je sledil vzorcu, ki je raziskovalcem povedal, da je rezultat združitve dveh nevtronskih zvezd - prve združitve nevtronskih zvezd, ki je bila kdajkoli zaznana. Detektorji gravitacijskega vala ne morejo povedati iz katere smeri prihaja val, toda takoj ko je signal prispel, so astronomi po vsem svetu zašli v akcijo in lovili nočno nebo za izvirom eksplozije. Kmalu so ga našli: točka na obrobju galaksije, znane kot NGC4993, se je prižgala s "kilonovo" trka - ogromna eksplozija, ki hitro odlepi radioaktivni material v vesolje v sijajnem prikazu svetlobe.
Nekaj tednov pozneje je NGC4993 minil za soncem in se ni več pojavil približno 100 dni po prvem znaku trčenja. V tistem trenutku je kilonova zbledela, kar je pokazalo "naknadno sijanje" združitve nevtronskih zvezd - šibkejši, vendar dolgotrajnejši pojav. Med decembrom 2017 in decembrom 2018 so astronomi uporabljali Hubble za opazovanje sledove 10-krat, ko je počasi zbledel. Ta najnovejša slika pa ne kaže vidnih sledi in drugih znakov trčenja bi bila lahko najpomembnejša do zdaj.
"Uspeli smo narediti res natančno sliko. Pomagalo nam je pogledati 10 prejšnjih slik in narediti res natančno časovno serijo," je dejal Wen-fai Fong, astronom z univerze Northwestern, ki je vodil ta zadnji posnetek slikanja.
Ta "časovna serija" pomeni 10 jasnih posnetkov sledilca, ki se razvija sčasoma. Zadnja slika v seriji, ki prikazuje točko v vesolju brez poznejšega žara, jim je omogočila, da so se vrnili na prejšnje slike in odšteli svetlobo vseh okoliških zvezd. Ko so odstranili zvezdasto svetlobo, so raziskovalci skozi čas puščali brez primere izjemno podrobne slike oblike in razvoja sledove.
Slika, ki je nastala, ni videti ničesar, kar bi videli, če bi pogledali v nočno nebo samo z očmi, je Fong povedal Live Science.
"Ko se dve nevtronski zvezdi združita, tvorita kakšen težek predmet - bodisi masivno nevtronsko zvezdo bodisi svetlo črno luknjo - in se zelo hitro vrtita. In vzdolž polov se izloči material," je dejala.
Ta material se v dveh stolpcih odlepi z bliskovito hitrostjo, ena je usmerjena z južnega pola in ena od severne, je dejala. Ko se oddaljuje od mesta trčenja, se vdre pred prah in druge medzvezdne vesoljske odpadke, prenaša del svoje kinetične energije in zaradi tega medzvezdni material žari. Vključene energije so intenzivne, je dejal Fong. Če bi se to dogajalo v našem osončju, bi to močno zasenčilo naše sonce.
Veliko tega je bilo že znano iz prejšnjih teoretičnih raziskav in opazovanj poledenja, toda resničen pomen Fongovega dela za astronome je, da razkriva kontekst, v katerem se je prvotno trčenje zgodilo.
"To je lepo delo. Pokaže, na kaj smo pri svojem delu posumili že pri prejšnjih opazovanjih Hubbla," je dejal Joseph Lyman, astronom z univerze v Warwicku v Angliji, ki je vodil prejšnjo študijo zatemnitve. "Binarna nevtronska zvezda se ni združila znotraj kroglične grozda."
Kroglični grozdi so območja prostora, gosto z zvezdami, je za Live Science povedal Lyman, ki ni bil vključen v nova prizadevanja. Nevtronske zvezde so redke, dvojne nevtronske zvezde ali pa pari nevtronskih zvezd, ki krožijo med seboj, so še redkejši. Že zgodaj so astronomi sumili, da se bo združevanje dvojnikov z nevtronskimi zvezdicami najverjetneje pojavilo v območjih vesolja, kjer so zvezde tesno združene in se divje vrtele okoli sebe. Lyman in njegovi sodelavci so analizirali prejšnje podatke o Hubblu in pokazali nekaj dokazov, ki morda niso bili tako. Fongova slika je pokazala, da ni mogoče najti krogličnega grozda, kar naj bi potrdilo, da vsaj v tem primeru za trčenje nevtronske zvezde ni potreben gost krog zvezd.
Pomemben razlog za preučevanje teh sledov je, da bi nam lahko pomagal razumeti kratke gama žarke - skrivnostne eksplozije gama žarkov, ki jih astronomi občasno zaznajo v vesolju.
"Mislimo, da bi se lahko v teh eksplozijah združili dve nevtronski zvezdi," je dejala.
Razlika v teh primerih (poleg tega, da astronomi ne zaznajo gravitacijskih valov, ki bi potrdili njihovo naravo), je kot spojitve na Zemljo.
Fong je imel stranski pogled na zaledje te združitve, je dejal Fong. Moramo videti, kako se svetloba dviga in nato sčasoma zbledi.
Ko pa se zgodijo kratki gama-žarki, je dejala: "Kot da gledate navzdol po sodu ognjenikov."
Po njenih besedah je eden od curkov ubežne snovi v teh primerih usmerjen proti Zemlji. Tako najprej vidimo svetlobo najhitreje premikajočih se delcev, ki potuje s pomembnim deležem svetlobne hitrosti, kot kratek utrip gama žarkov. Potem bo točka svetlobe počasi zbledela, ko počasi premikajoči se delci dosežejo Zemljo in postanejo vidni.
Ta nov članek, ki bo objavljen v Astrophysical Journal Letters, te teorije ne potrjuje. Toda raziskovalcem ponuja več materiala, kot so ga doslej imeli, za preučevanje zaledja nevtronske zvezde.
"To je dober oglas o pomembnosti Hubbleja pri razumevanju teh izjemno šibkih sistemov," je dejal Lyman, "in daje namige o tem, katere dodatne možnosti bodo omogočale," množični naslednik Hubbleja, ki naj bi bil postavljen leta 2021 .
Opomba urednika: Ta zgodba je bila popravljena ob 12:20 uri. EST v petek, 13. septembra, da odstrani izjavo, da nobeni gama žarki niso bili nikoli neposredno povezani z združitvijo nevtronskih zvezd. Slaba prha gama žarkov je bila povezana z združitvijo GW170817.
