Pada bulan Ogos 2017, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mengesan gelombang yang dipercayai disebabkan oleh penggabungan bintang neutron. Peristiwa “kilonova” ini, yang dikenal sebagai GW170817, adalah peristiwa astronomi pertama yang dapat dikesan pada gelombang gravitasi dan elektromagnetik - termasuk cahaya yang dapat dilihat, sinar gamma, sinar-X, dan gelombang radio.
Pada bulan-bulan selepas penggabungan, teleskop yang mengorbit dan darat di seluruh dunia telah memerhatikan GW170817 untuk melihat apa yang dihasilkan daripadanya. Menurut kajian baru oleh pasukan astronomi antarabangsa, penggabungan itu menghasilkan jet bahan yang sempit yang masuk ke ruang antara bintang dengan kecepatan mendekati kelajuan cahaya.
Kajian yang menjelaskan penemuan mereka, berjudul "Gerakan superluminal jet relativistik dalam penggabungan bintang neutron GW170817", baru-baru ini muncul dalam jurnal Alam semula jadi. Kajian ini diketuai oleh Kunal Mooley, Jansky Research Fellow di Caltech dan National Radio Astronomy Observatory (NRAO); Adam Deller, dari OzGrav dan Pusat Astrofizik dan Superkomputer Swinburne Univeristy; dan Ore Gottlieb, pelajar PhD dari Universiti Tel Aviv.
Mereka disertai oleh anggota dari NRAO, California Institute of Technology (Caltech), Observatorium Angkasa Onsala, The Hebrew University of Jerusalem, Texas Tech University, dan Princeton University. Demi kajian mereka, pasukan itu menggabungkan data dari Array Garis Dasar Sangat Panjang (VLBA) NSF, Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), dan Teleskop Robert C. Byrd Green Bank (GBT).
Dengan menggunakan data ini, mereka dapat menyelesaikan misteri lama mengenai penggabungan tersebut, iaitu sama ada ia menghasilkan jet bahan yang mengalir dari kutubnya atau tidak. Para saintis mengesyaki bahawa ini berlaku kerana jet seperti itu diperlukan untuk menghasilkan pecah sinar gamma yang dianggap disebabkan oleh penggabungan pasangan bintang neutron.
Setelah mengamati objek 75 hari setelah penggabungan, dan sekali lagi setelah 230 hari, pasukan mendapati bahawa wilayah pelepasan radio dari penggabungan telah bergerak dengan kecepatan yang luar biasa. Pemerhatian ini hanya dapat dijelaskan dengan adanya jet yang kuat. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Mooley dalam siaran akhbar NRAO:
"Kami mengukur gerakan yang jelas empat kali lebih cepat daripada cahaya. Ilusi itu, yang disebut gerakan superluminal, dihasilkan ketika jet diarahkan hampir ke Bumi dan bahan di dalam jet bergerak mendekati kelajuan cahaya. "
"Berdasarkan analisis kami, jet ini kemungkinan besar sangat sempit, selebar 5 darjah, dan ditunjuk hanya 20 darjah dari arah Bumi," tambah Adam Deller. "Tetapi untuk menyesuaikan dengan pengamatan kami, bahan dalam jet juga harus meledak keluar dengan kecepatan lebih dari 97 persen dari kecepatan cahaya."
Dari data baru ini, senario baru muncul yang menjelaskan apa yang berlaku selepas peristiwa kilonova. Pada dasarnya, penggabungan itu menyebabkan letupan yang mendorong serpihan serpihan sfera ke luar. Sementara itu, bintang-bintang neutron yang digabungkan runtuh untuk membentuk lubang hitam yang mulai menarik bahan ke arahnya. Ini mengakibatkan bahan jatuh ke dalam cakera berputar cepat di sekitar lubang hitam yang menghasilkan sepasang jet yang menembak keluar dari kutubnya.
Seperti yang ditunjukkan oleh Gregg Hallinan dari Caltech, kedudukan jet sangat beruntung. "Kami beruntung dapat menyaksikan peristiwa ini, kerana jika jet itu diarahkan jauh dari Bumi, pancaran radio akan terlalu samar untuk kami mengesannya," katanya.
Data dari pemerhatian terbaru ini juga menunjukkan bahawa jet itu berinteraksi dengan cangkang puing-puing, yang membentuk "kepompong" bahan yang mengembang ke luar dengan lebih perlahan daripada jet. Ini membantu menyelesaikan misteri lain, iaitu sama ada sumber radio yang dikesan adalah hasil interaksi dengan kepompong atau datang dari jet bahan. Seperti yang dijelaskan oleh Ore Gottlieb:
"Tafsiran kami adalah bahawa kepompong mendominasi pancaran radio hingga sekitar 60 hari setelah penggabungan, dan pada masa kemudian pelepasan itu didominasi jet."
Menurut pasukan penyelidik, kajian ini menguatkan teori bahawa terdapat hubungan antara penggabungan bintang neutron dan ledakan sinar gamma jangka pendek. Ia juga menunjukkan bahawa jet perlu diarahkan agak dekat ke Bumi agar letupan ini dapat dikesan oleh pemerhatian kami. Seperti yang dijelaskan oleh Mooley:
"Kajian kami menunjukkan bahawa menggabungkan pemerhatian dari VLBA, VLA dan GBT adalah kaedah yang kuat untuk mempelajari jet dan fizik yang berkaitan dengan peristiwa gelombang graviti."
Di samping itu, pemerhatian jet-jet ini - yang dilakukan di bahagian radio spektrum - memberikan pandangan baru dan menarik mengenai fenomena astronomi ini. Pada akhirnya, ini hanyalah kejutan terbaru yang diberikan oleh GW170817 kepada para astronom sejak pertama kali dikesan.
