Acht maanden geleden hebben wetenschappers zwaartekrachtgolven ontdekt door de fusie van een ster met dubbel neutron, waardoor een van de meest energieke gebeurtenissen in het heelal kon worden waargenomen. De zoektocht begon met een radio-uitzending van een fusie, genaamd GW170817, die 2 weken na het evenement in augustus werd opgemerkt. Nu begint de radio-emissie te vervagen.
Het is belangrijk om te begrijpen wat natuurkundigen precies wisten te bereiken bij het detecteren van zwaartekrachtgolven en elektromagnetische straling van hetzelfde object:
- bevestig de voorspelling van de algemene relativiteitstheorie (gravitatiegolven bewegen met de snelheid van het licht).
- om het gedrag van materie onder compressie te verduidelijken is sterker dan in de kern van een atoom.
- leg uit waar een bepaald deel van goud (en andere zware elementen) in de ruimte wordt gecreëerd.
- Begin met het oplossen van een 10-jarig mysterie over de oorzaak van korte gammastraaluitbarstingen.
Fusiewaarneming
Grote radiotelescopen, zoals de Compact Array of Telescopes of Australia en het Very Large Antenna Grid (VS), zijn ontworpen om te zoeken naar EM-stralen met een golflengte van centimeters tot meters.
Radiobewaking GW170817 vanuit twee telescopen. Het centrale heldere object is het ontvangende sterrenstelsel NGC 4993. De kleinere lichtpunt op de kruising is de fusie van neutronensterren
In tegenstelling tot zichtbaar licht passeren radiogolven bijna naadloos door de ruimte. Daarom worden ze zowel overdag als 's nachts gezien. De gedetecteerde radiogolven reisden 130 miljoen lichtjaren van het sterrenstelsel NGC 4993. Toen twee neutronensterren botsten, kwam er een gammastraaluitbarsting vrij, die door de Fermi-satelliet werd gevonden in 1,74 seconden na de zwaartekrachtgolven. Gedurende 12 uur registreerden astronomen een helder, vervagend signaal in zichtbaar licht. Dit zou afkomstig moeten zijn van het materiaal van een neutronenster gegooid met 50% van de snelheid van het licht.
Tijdlijn van de Compact Telescope Array of Australia CSIRO
Bij een botsing vormen twee neutronensterren een nieuw object met een iets kleinere massaliteit. Hoogstwaarschijnlijk worden we hier geconfronteerd met een zwart gat.
Wat melden radiogolven?
Radiogolven worden gevormd tijdens de versnelling van elektronen in magnetische velden. Dit gebeurt op de schokfronten van de ruimte, omdat het materiaal van de stellaire explosies in het materiaal eromheen snijdt. Het wordt het interstellaire medium genoemd, en het is 10 quintillion keer minder dan de luchtdichtheid van de aarde (bijna vacuüm). De aard van radiogolven vertelt veel over impact.
Simulatie van neutronensterfusie leidt tot een schokafgifte - cocon. Dit is de beste verklaring voor radiogolven, gammastraling en röntgenstraling in GW170817
Wat gebeurde er tijdens de ontploffing?
De details zijn nog steeds niet duidelijk, maar er is een mogelijkheid dat er een straal is gevormd in GW170817. Dit komt door de waargenomen verdwijning van radio-emissie. Dat wil zeggen, de explosie was geen klassieke gammastraaluitbarsting met relativistische stralen, maar een "cocon" van materiaal dat uit de explosie was ontsnapt.
Modellen van wat er tijdens een fusie kan gebeuren. De gegevens laten zien dat de linkeroptie minder waarschijnlijk is. De juiste cocon werkt beter
Waar komt het materiaal vandaan?
Het materiaal dat werd uitgeworpen door neutronensterren, bewoog met een snelheid van 50% van de snelheid van het licht. Wat als de jet die later werd vrijgegeven 99,99% bereikte? Ze zou een bubbel in uitstoot kunnen blazen, waardoor hij gedwongen wordt sneller te bewegen (misschien 90% van de snelheid van het licht).
Tot ziens (voorlopig)
Na 8 maanden GW170817 te hebben gecontroleerd, werd het duidelijk dat dit fenomeen anders was dan alles wat eerder was waargenomen.
Radiowaarnemingen van neutronensterfusie tonen verzwakking
Nu verdwijnen radiogolven, maar wetenschappers hebben geen einde gemaakt. De meeste modellen vertonen langdurig nagloeien, dus de GW170817 kan over enkele maanden of jaren verschijnen. Begin 2019 zou het observatorium van LIGO verder onderzoek moeten beginnen.
