เว็บตรง ดาวนิวตรอนที่ชนกันยิงไอพ่นความเร็วแสงผ่านอวกาศ

เว็บตรง ฉันทามติที่เกิดขึ้นใหม่ชี้ให้เห็นว่าความผิดพลาดสามารถอธิบายการระเบิดของรังสีแกมมาที่อยู่ห่างไกลได้ เมื่อแกนมวลมหาศาลของดาวฤกษ์ที่ตายแล้วชนกัน การชนกันดังกล่าวได้ยิงไอพ่นสว่างของอนุภาคย่อยของอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าผ่านอวกาศ

นักดาราศาสตร์คิดว่าไม่มีเครื่องบินลำดังกล่าวทำให้มันออกมาจากซากปรักหักพังของดาวนิวตรอนที่ชนกัน ซึ่งตรวจพบครั้งแรกในเดือนสิงหาคม 2017 แต่การสังเกตการณ์ครั้งใหม่เกี่ยวกับจุดตกดังกล่าวโดยใช้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุจากทั่วโลกแสดงให้เห็นว่ามีกระแสอนุภาคความเร็วสูง ได้หลบหนีจากเศษซากนักวิจัยรายงานออนไลน์วันที่ 21 กุมภาพันธ์ในScience

งานนี้เป็นส่วนหนึ่งของฉันทามติที่เกิดขึ้นใหม่ในหมู่นักวิทยาศาสตร์ว่าการควบรวมกิจการทำให้เกิดเครื่องบินเจ็ต และอาจให้ความกระจ่างเกี่ยวกับต้นกำเนิดของแสงวาบลึกลับของแสงพลังงานสูงที่เรียกว่าการปะทุของรังสีแกมมาสั้น

ตามทฤษฎีแล้ว 

ดาวนิวตรอนคู่หนึ่งที่ชนกันควรรวมตัวเป็นวัตถุหนาแน่นอีกชิ้นหนึ่ง ซึ่งอาจเป็นหลุมดำ ในกระบวนการนี้ การรวมกันของพลังงานสุดขั้วและสนามแม่เหล็กสามารถปล่อยไอพ่นของอิเล็กตรอนและโปรตอนที่สว่างไสวซึ่งเคลื่อนที่เข้าใกล้ความเร็วแสง นักวิจัยคิดว่าไอพ่นดังกล่าวสามารถเห็นได้จากระยะไกลเท่ากับการระเบิดของรังสีแกมมาสั้นๆ หรือ GRB แต่ไม่มีใครสังเกตเห็นการชนกันของดาวนิวตรอนโดยตรงซึ่งทำให้เกิดการระเบิด

การชนกันของดาวนิวตรอนปี 2017 ซึ่งเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นการควบรวมกิจการดังกล่าวโดยตรง ถือเป็นโอกาสแรกในการทดสอบแนวคิดดังกล่าว Giancarlo Ghirlanda ผู้เขียนร่วมการศึกษาและนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งชาติในเมืองมีราเต ประเทศอิตาลี กล่าว การควบรวมกิจการดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อ Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory หรือ LIGO และน้องสาวของการทดลอง Advanced Virgo ตรวจพบระลอกคลื่นในกาลอวกาศที่เรียกว่าคลื่นโน้มถ่วงที่เกิดจากการชน

การตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงครั้งก่อนเกี่ยวข้องกับการชนกันของหลุมดำ ซึ่งไม่ปล่อยแสงที่สังเกตได้ใดๆ ออกมา แต่การชนกันของดาวนิวตรอนเรืองแสงในทุกความยาวคลื่นที่นักดาราศาสตร์แสงตรวจสอบ ตั้งแต่คลื่นวิทยุยาวไปจนถึงรังสีแกมมาสั้น ( SN: 11/11/17, p. 6 ) การสังเกตการณ์เพิ่มเติมเหล่านี้ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถหยอกล้อรายละเอียดของการชนกันและผลที่ตามมาได้

แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์มองหาการปล่อยรังสีแกมมาแบบเจ็ตจากการควบรวมกิจการ พวกเขาไม่พบสิ่งใดเลยในตอนแรก รังสีแกมมาปล่อยออกมาหลังจากการชน แต่รังสีแกมมาหรี่กว่าที่คาดไว้มากจาก GRB และแสงก็ส่องนานเกินคาด โดยยังคงเรืองแสงในคลื่นวิทยุต่อไปอีกนานกว่า 100 วันหลังจากเกิดการชน

การสังเกตเหล่านี้ทำให้ Kunal Mooley นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่ง Caltech และเพื่อนร่วมงานของเขาแนะนำว่าไอพ่นก่อตัวขึ้น แต่ถูกสำลักโดยฟองอากาศของวัสดุที่อุดมด้วยนิวตรอนซึ่งถูกเตะออกจากการชนของดาวนิวตรอน ( SN Online: 12/20/17 ) ฟองนั้นดูดซับพลังงานของเจ็ต ทำให้ฟองนั้นเรืองแสงยาวนานแต่จะซับไอพ่นด้วยตัวมันเอง

ในการศึกษาใหม่ Ghirlanda 

และเพื่อนร่วมงานของเขารายงานสัญญาณว่าในที่สุดเครื่องบินเจ็ตก็หลุดออกจากรังไหม ทีมสำรวจพบจุดเกิดเหตุพร้อมกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 32 ตัวทั่วโลกในช่วงกลางเดือนมีนาคม 2018 ประมาณ 207 วันหลังจากการรวมกิจการ นักวิจัยได้รวมสัญญาณจากกล้องโทรทรรศน์ทั้งหมดเพื่อทำหน้าที่เป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์เพียงตัวเดียว ให้ทีมซูมเข้าที่ฉากได้

เครื่องบินไอพ่นสำลักซึ่งสูญเสียพลังงานทั้งหมดไปยังฟองอากาศที่อุดมด้วยนิวตรอนจะปรากฏเป็นทรงกลมขนาดค่อนข้างใหญ่บนท้องฟ้า แต่ Ghirlanda และเพื่อนร่วมงานของเขาเห็นแหล่งกำเนิดแสงขนาดเล็กกะทัดรัด ครอบคลุมท้องฟ้า 1.5 มิลลิวินาที ประมาณขนาดของนิกเกิลที่มองเห็นได้จากระยะไกล 1,000 กิโลเมตร แสงนั้นบ่งบอกว่า “เครื่องบินไอพ่นถูกปล่อยและประสบความสำเร็จ” Ghirlanda กล่าว

ทีมงานของ Ghirlanda คำนวณ ซึ่งแตกต่างจาก GRB แบบสั้นที่เคยพบก่อนหน้านี้ซึ่งพุ่งเป้าไปที่โลกโดยตรง เครื่องบินไอพ่นจากการชนกันของดาวนิวตรอนกำลังเคลื่อนเข้าหาโลกแต่ห่างออกไป 20 องศา

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Om Sharan Salafia จากสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งชาติ (National Institute for Astrophysics) กล่าวว่า “นี่เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่เราสังเกตเห็นเครื่องบินเจ็ตซึ่งไม่ได้ชี้มายังโลก นั่นหมายความว่าเจ็ตมีโครงสร้างที่สังเกตได้ โดยมีอนุภาคที่เคลื่อนที่เร็วกว่าในแกนกลางและอนุภาคที่ช้าลงไปทางขอบ คล้ายกับท่อดับเพลิงที่ล้อมรอบด้วยสเปรย์

ผลการศึกษาล่าสุดอีกสองชิ้นยังชี้ให้เห็นว่าการรวมตัวของดาวนิวตรอนทำให้เครื่องบินไอพ่นพุ่งทะลุอวกาศ Mooley และเพื่อนร่วมงานใช้หอดูดาววิทยุที่แตกต่างกันสามแห่งเพื่อตรวจสอบการรวมตัวของดาวนิวตรอนระหว่าง 75 ถึง 230 วันหลังจากความผิดพลาด ในเดือนกันยายน 2018 นักวิจัยรายงานว่าพวกเขาสังเกตเห็นเครื่องบินเจ็ตที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสงห่างจากจุดที่ตก เว็บตรง