Im August 2017 gelang ein großer Durchbruch, als Wissenschaftler des Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatoriums (LIGO) Gravitationswellen entdeckten, von denen angenommen wurde, dass sie durch die Kollision zweier Neutronensterne verursacht wurden. Diese als GW170817 / GRB bekannte Quelle war das erste Gravitationswellenereignis (GW), das nicht durch die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher verursacht wurde, und es wurde sogar angenommen, dass es zur Bildung eines solchen Lochs geführt hat.
Wissenschaftler aus aller Welt haben dieses Ereignis seitdem untersucht, um zu lernen, was sie daraus machen können. Zum Beispiel hat GW170817 / GRB laut einer neuen Studie des McGill Space Institute und des Department of Physics seit der Kollision der beiden Neutronensterne im vergangenen August ein ziemlich seltsames Verhalten gezeigt. Anstatt wie erwartet zu dimmen, ist es allmählich heller geworden.
Die Studie, die die Ergebnisse des Teams mit dem Titel "Aufhellen der Röntgenemission von GW170817 / GRB 170817A: Weitere Hinweise auf einen Abfluss" beschreibt, erschien kürzlich in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe. Die Studie wurde von John Ruan vom Space Institute der McGill University geleitet und umfasste Mitglieder des Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR), der Northwestern University und des Leicester Institute for Space and Earth Observation.
Für ihre Studie stützte sich das Team auf Daten des Chandra-Röntgenobservatoriums der NASA, die zeigten, dass sich der Rest in den Monaten seit der Kollision in den Röntgen- und Radiowellenlängen aufgehellt hat. Wie Daryl Haggard, ein Astrophysiker an der McGill University, dessen Forschungsgruppe die neue Studie leitete, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung von Chandra sagte:
„Wenn wir einen kurzen Gammastrahlenausbruch sehen, wird die erzeugte Strahlemission normalerweise für kurze Zeit hell, wenn sie in das umgebende Medium eindringt - und verblasst dann, wenn das System keine Energie mehr in den Abfluss injiziert. Dieser ist anders; Es ist definitiv kein einfacher, schmaler Jane-Jet. "
Darüber hinaus stimmen diese Röntgenbeobachtungen mit den im letzten Monat von einem anderen Wissenschaftlerteam gemeldeten Radiowellendaten überein, die auch darauf hinwiesen, dass sie sich in den drei Monaten seit der Kollision weiter aufhellten. Im selben Zeitraum konnten Röntgen- und optische Observatorien GW170817 / GRB nicht überwachen, da es zu diesem Zeitpunkt zu nahe an der Sonne lag.
Nach Ablauf dieses Zeitraums konnte Chandra jedoch wieder Daten sammeln, was mit diesen anderen Beobachtungen übereinstimmte. Wie John Ruan erklärte:
„Als die Quelle Anfang Dezember aus diesem blinden Fleck am Himmel auftauchte, nutzte unser Chandra-Team die Gelegenheit, um zu sehen, was los war. Sicher genug, das Nachleuchten erwies sich bei den Röntgenwellenlängen als heller, genau wie im Radio. “
Dieses unerwartete Verhalten hat zu einem ernsthaften Aufsehen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft geführt, und Astronomen haben versucht, Erklärungen zu finden, welche Art von Physik diese Emissionen antreiben könnte. Eine Theorie ist ein komplexes Modell für Neutronensternfusionen, das als „Kokontheorie“ bekannt ist. In Übereinstimmung mit dieser Theorie könnte die Fusion zweier Neutronensterne die Freisetzung eines Strahls auslösen, der die umgebenden gasförmigen Trümmer schockerwärmt.
Dieser heiße „Kokon“ um den Jet würde hell leuchten, was den Anstieg der Röntgen- und Radiowellenemissionen erklären würde. In den kommenden Monaten werden sicherlich weitere Beobachtungen gemacht, um diese Erklärung zu bestätigen oder abzulehnen. Unabhängig davon, ob die „Kokontheorie“ Bestand hat oder nicht, werden alle zukünftigen Studien viel mehr über diesen mysteriösen Überrest und sein seltsames Verhalten enthüllen.
Wie Melania Nynka, eine andere Postdoktorandin von McGill und Mitautorin des Papiers, angedeutet hat, bietet GW170817 / GRB einige wirklich einzigartige Möglichkeiten für die astrophysikalische Forschung. "Diese Neutronenstern-Fusion ist anders als alles, was wir bisher gesehen haben", sagte sie. "Für Astrophysiker ist es ein Geschenk, das immer weiter zu geben scheint."
Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass die erste Erfassung von Gravitationswellen, die im Februar 2016 stattfand, zu einer neuen Ära in der Astronomie geführt hat. Die Entdeckung der Kollision zweier Neutronensterne war jedoch auch eine revolutionäre Leistung. Zum ersten Mal konnten Astronomen ein solches Ereignis sowohl in Lichtwellen als auch in Gravitationswellen beobachten.
Die Kombination aus verbesserter Technologie, verbesserter Methodik und engerer Zusammenarbeit zwischen Institutionen und Observatorien ermöglicht es Wissenschaftlern, kosmische Phänomene zu untersuchen, die früher nur theoretisch waren. Mit Blick auf die Zukunft scheinen die Möglichkeiten nahezu unbegrenzt zu sein!
