Kembali pada bulan Mac, astronom menunjuk Teleskop Angkasa Hubble di titik jauh di angkasa di mana dua bintang neutron telah bertembung. Menggunakan mata gergasi Hubble, mereka menatap tempat yang jauh untuk 7 jam, 28 minit dan 32 saat sepanjang enam orbit teleskop di sekeliling Bumi. Ia adalah pendedahan terpanjang yang pernah dibuat dari tapak perlanggaran, apa yang dikenali sebagai ahli astronomi "imej paling mendalam". Tetapi tembakan mereka, dibuat lebih daripada 19 bulan selepas cahaya dari perlanggaran mencapai Bumi, tidak mengambil sebarang sisa penggabungan bintang neutron. Dan itu berita hebat.
Kisah ini bermula dengan goyah pada 17 Ogos, 2017. Gelombang graviti, setelah mengembara 130 juta tahun cahaya di seluruh ruang, menggegarkan laser di Observatorium Gelombang Gravitational-Laser Interferometer (LIGO), pengesan gelombang graviti yang merangkumi dunia. Isyarat itu mengikuti corak, yang memberitahu para penyelidik bahawa ia adalah hasil penggabungan dua bintang neutron - penggabungan bintang neutron pertama yang pernah dikesan. Pengesan gelombang graviti tidak dapat memberitahu arah mana gelombang datang, tetapi sebaik sahaja isyarat tiba, ahli astronomi di seluruh dunia beralih ke tindakan, memburu langit malam untuk sumber letupan. Mereka kemudiannya mendapati: satu titik di pinggir galaksi yang dikenali sebagai NGC4993 telah menyala dengan "kilonova" perlanggaran - satu letupan besar-besaran yang menjatuhkan bahan api radioaktif secara cepat ke dalam ruang dalam paparan cemerlang cahaya.
Beberapa minggu kemudian, NGC4993 berlalu di belakang matahari, dan tidak muncul semula sehingga kira-kira 100 hari selepas tanda pertama perlanggaran. Pada ketika itu, kilonova telah memudar, mendedahkan "penggabungan" penggabungan neutron-bintang - fenomena fenomena tetapi lebih tahan lama. Antara Disember 2017 dan Disember 2018, para astronom menggunakan Hubble untuk mengamati 10 kali selepas perlahan-lahan memudar. Imej terbaru ini, bagaimanapun, tidak menunjukkan kesan selepas kemunculan atau tanda-tanda perlanggaran lain, boleh menjadi yang paling penting lagi.
"Kami dapat membuat imej yang benar-benar tepat, dan membantu kami memandang ke belakang 10 imej sebelumnya dan membuat siri masa yang tepat," kata ahli astronomi Wen-fai Fong, Universiti Northwestern yang mengetuai usaha pengimejan terkini ini.
Itu "siri masa" berjumlah 10 tembakan jelas selepas berkembang selepas berlalu. Imej terakhir siri ini, yang menunjukkan titik di angkasa tanpa sebarang gangguan selepas itu, membenarkan mereka untuk kembali ke imej terdahulu dan mengurangkan cahaya dari semua bintang di sekelilingnya. Dengan semua cahaya bintang itu dikeluarkan, para penyelidik dibiarkan dengan gambar-gambar yang sangat terperinci dan tidak terperinci mengenai bentuk dan evolusi selepas hayatnya.
Gambar yang muncul tidak kelihatan seperti apa yang akan kita lihat jika kita melihat ke langit malam dengan hanya mata kita, Fong memberitahu Live Science.
"Apabila dua bintang neutron bergabung, mereka membentuk beberapa objek berat - sama ada bintang neutron yang besar atau lubang hitam ringan - dan mereka berputar dengan sangat cepat dan bahan sedang dikeluarkan di sepanjang tiang," katanya.
Bahan itu bermula dengan kelajuan melepuh dalam dua lajur, satu menunjuk dari tiang selatan dan satu dari utara, katanya. Kerana ia bergerak dari tapak perlanggaran, ia menyerang terhadap debu dan serpihan ruang bintang lain, memindahkan beberapa tenaga kinetiknya dan membuat cahaya bahan interstellar itu. Tenaga yang terlibat adalah sengit, kata Fong. Jika ini berlaku dalam sistem solar kita, ia akan jauh lebih menyerlahkan matahari kita.
Kebanyakannya sudah diketahui dari kajian teoretikal dan pemerhatian awal, tetapi kepentingan sebenar kerja Fong kepada ahli astronomi ialah ia mendedahkan konteks di mana perlanggaran asal berlaku.
"Ini adalah kerja yang baik, ia menunjukkan apa yang kita telah disyaki dalam kerja kami dari pemerhatian Hubble yang lebih awal," kata Joseph Lyman, seorang ahli astronomi di University of Warwick di England, yang mengetuai kajian sebelum ini. "Bintang neutron binari tidak bergabung dalam kumpulan globular."
Kelompok globular adalah kawasan ruang yang padat dengan bintang-bintang, Lyman, yang tidak terlibat dalam usaha baru, memberitahu Live Science. Bintang neutron jarang berlaku, dan binari bintang neutron, atau pasangan bintang neutron yang saling menumpukan, malah lebih jarang. Pada awalnya, ahli astronomi menyangka bahawa penggabungan binari bintang neutron kemungkinan besar akan muncul di kawasan ruang di mana bintang-bintang diikat rapat dan berayun di sekitar satu sama lain secara liar. Lyman dan rakan-rakannya, menganalisis data Hubble yang terdahulu, menimbulkan beberapa bukti yang tidak mungkin berlaku. Imej Fong menunjukkan tiada cluster globular yang dapat ditemukan, yang sepertinya mengesahkan, sekurang-kurangnya dalam contoh ini, pelanggaran bintang neutron tidak memerlukan gugus bintang yang padat untuk membentuk.
Satu sebab penting untuk mengkaji afterglows ini, Fong berkata, ia boleh membantu kita memahami pecutan sinar gamma pendek - sinar gamma sinar misteri yang kadang-kadang mengesan ruang angkasa.
"Kami fikir letupan ini mungkin dua bintang neutron bergabung," katanya.
Perbezaan dalam kes tersebut (di atas para astronom tidak mengesan sebarang gelombang graviti yang mengesahkan sifat mereka) adalah sudut penggabungan ke Bumi.
Bumi mempunyai pandangan sampingan selepas penggabungan ini, kata Fong. Kita perlu melihat peningkatan cahaya dan kemudian pudar dari masa ke masa.
Tetapi apabila pecah sinar gamma pendek berlaku, dia berkata, "Ia seperti anda melihat ke bawah setong firehose itu."
Salah satu jet yang melarikan diri dalam perkara itu, katanya, ditunjuk di Bumi. Oleh itu, kita mula-mula melihat cahaya dari zarah-zarah bergerak yang paling pantas, bergerak di sebilangan besar kelajuan cahaya, sebagai kilat sinar gamma. Kemudian titik cahaya akan perlahan-lahan memudar apabila zarah yang bergerak perlahan mencapai Bumi dan menjadi terlihat.
Kertas baru ini, yang akan diterbitkan dalam Surat Jurnal Astrophysical, tidak mengesahkan teori itu. Tetapi ia menawarkan penyelidik lebih banyak bahan daripada yang pernah mereka miliki sebelum mengkaji penggabungan bintang neutron.
"Ini adalah iklan yang baik untuk kepentingan Hubble dalam memahami sistem-sistem yang sangat lemah ini," kata Lyman, "dan memberi petunjuk mengenai kemungkinan-kemungkinan lain yang akan dimungkinkan oleh," pengganti besar-besaran kepada Hubble yang dijadualkan akan digunakan pada tahun 2021 .
Nota editor: Kisah ini diperbetulkan pada pukul 12:20 pagi. EST pada hari Jumaat, 13 September untuk menghapuskan kenyataan bahawa tiada sinar gamma yang pernah dikaitkan secara langsung dengan penggabungan bintang neutron. Mandi samar sinar gamma telah dikaitkan dengan penggabungan GW170817.
