ラジオ観測により、合流する中性子星からの物質の超高速放出が確認されます

ラジオ観測により、合流する中性子星からの物質の超高速放出が確認されます

National Science Foundation(NSF)の無線望遠鏡のコレクションを使用した正確な測定では、一対の中性子星が地球から1億3000万光年離れた銀河に合流した直後に、星間空間に放出された光の速度に近い速度で移動する粒子の狭いジェットが示されました。 2017年8月の合併により重力波が発生し、宇宙に振動が発生しました。 これは、重力波と、ガンマ線、X線、可視光、電波を含む電磁波の両方が即座に検出された最初のイベントでした。

GW170817と名付けられた合併の効果は、世界中の軌道を回る地上の望遠鏡を通して観察することができました。 科学者たちは、結果として生じる波の特性が時間とともに変化することに注目し、これらの変化を使用して、合併後の現象の性質を特定しました。

合併から数か月後でも目立った疑問の1つは、このイベントによって、星間空間に流れ込む、狭くて動きの速い物質の流れが生まれたかどうかでした。 このようなジェットは、理論家が中性子星のペアをマージすることによって引き起こされたはずであると信じていたタイプのガンマ線のバーストを作成するために必要であるため、これは非常に重要でした。

答えは、天文学者がNSFの非常に長いベースラインアレイ(VLBA)、カールヤンスキーの大規模アレイ(VLA)、およびロバートS.バードのグリーンバンク望遠鏡(GBT)の組み合わせを使用したときに得られました。 合流点からの電波放射の位置が空間内を移動し、その移動が速すぎて飛行機だけがその速度を説明できることがわかった。

「私たちはこの動きを測定しましたが、それは光の4倍の速さであることがわかりました。 超管腔運動と呼ばれるこの幻想は、ジェットがほぼ地球に向かっていて、ジェット内の物質が光の速度に近づいているときに発生します」と、国立無線天文観測所(NRAO)およびCaltechのKunalMuli氏は述べています。

天文学者は、合併の75日後、そして230日後に再び物体を観察しました。

「私たちの分析によると、このジェットは非常に狭く、幅が5度以下で、地球の方向からわずか20度しか離れていません」とSwinburne工科大学のAdamDeller氏は述べています。 「しかし、私たちの観察と一致させるために、ジェット内の物質はまた、光の速度よりも97パーセント以上速く外側に爆発しなければなりませんでした。」

このイベントの現在のシナリオは、2つの超高密度中性子星の最初の合併が爆発を引き起こし、破片の球形の殻を外側に押し出したというものです。 中性子星はブラックホールに崩壊し、その強力な重力が物質をブラックホールに引き寄せ始めました。 この材料は急速に回転するディスクを形成し、ポールから外側に移動する一対のジェットを生成しました。

この出来事が展開するにつれて、ジェットが元の爆発の破片の殻から出現するかどうかについての疑問が生じました。 観測データは、ジェットが宇宙の破片と相互作用し、材料の広い「繭」を形成し、外側に拡大することを示しました。 繭はジェットよりもゆっくりと膨張しました。

「私たちの解釈では、繭は合併後約60日まで電波放射を支配し、その後放射はジェットにさらされた」と、研究の主任理論家であるテルアビブ大学のオレゴットリーブは述べた。

「ジェットが地球から遠く離れていると、電波放射が弱すぎて検出できないため、このイベントを観察できたのは幸運でした」とCaltechのGreggHollinan氏は付け加えました。

現時点では、科学者たちは、GW170817で高速で移動するジェットを検出すると、中性子星の合体と短期間のガンマ線バーストとの関係が大幅に強化されると確信しています。 彼らは今、ガンマ線バーストを検出するためにジェットが地球に向かって比較的向けられなければならないことを知っています。

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