Da astronomer over hele verden så den episke kollisjonen mellom to nøytronstjerner i 2017, var hovedbegivenheten bare begynnelsen. Ettervirkningene, begge deler umiddelbar og lengre siktav en så massiv, aldri før sett sammenslåing var bundet til å være spennende, interessant og dypt informativ.
Og nå har forskere avslørt en doozy. Da de to nøytronstjernene smalt sammen, kastet de ut en stråle av materiale som for våre øyne så ut til å eksplodere ut i verdensrommet med syv ganger lysets hastighet.
Dette er selvfølgelig umulig, ifølge vår nåværende forståelse av fysikk. Det er et fenomen kjent som superluminal hastighet, som til tross for navnet faktisk er en illusjon basert på synsvinkelen vår.
Men selv når hastigheten ble korrigert, ble jetflyet funnet å være vanvittig rask.
“Vårt resultat indikerer at jetflyet beveget seg med minst 99,97 prosent av lyshastigheten da det ble skutt opp,” sier astronom Wenbin Lu ved University of California, Berkeley.
Dataene om jetflyet ble innhentet av Hubble Space Telescope, som tok et sett med observasjoner rundt 8 dager og deretter igjen rundt 159 dager etter fusjonen, sett her på jorden i august 2017.
Andre teleskoper så på, inkludert European Space Agencys Gaia-satellitt og en rekke radioteleskoper fra National Science Foundation. Ved å samle dataene sine kan forskerne konstruere en slags måling kalt svært lang baseline interferometri (VLBI).
Basert på disse observasjonene og måneder med analyser, var et team ledet av astronomen Kunal Mooley fra Caltech i stand til først å identifisere og deretter spore bevegelsen til en jetfly som brøt ut da de to ultratette stjernekjernene kom sammen.
Superluminal bevegelse oppstår når noe kommer mot oss i tilstrekkelig høy hastighet, veldig nær siktelinjen vår. Når objektet nærmer seg, blir avstanden som kreves for at lyset skal reise til oss, kortere – noe vi vanligvis ikke trenger å ta hensyn til i hverdagen, der lyset ser ut til å bevege seg øyeblikkelig (sammenlignet med våre langsomme bevegelser) .
I dette tilfellet beveger strålen seg nesten like raskt som lyset den sender ut, og skaper en illusjon av at dets eget lys ser ut til å dekke lengre avstander enn det gjør (og derfor beveger seg i en umulig hastighet).
Å avsløre den sanne hastigheten til jetflyet krever derfor presise data, og mye tallknusing.
Hubble-dataene viste en superluminal hastighet på syv ganger raskere enn lys. VLBI-dataene, innhentet mellom 75 og 230 dager etter fusjonen, og dekket i en tidligere artikkelviste at jetflyet senere bremset ned til en superluminal hastighet fire ganger raskere enn lyset.
“Jeg er overrasket over at Hubble kunne gi oss en så presis måling, som konkurrerer med presisjonen oppnådd av kraftige radio-VLBI-teleskoper spredt over hele kloden,” sier Mooley.
Resultatet begrenser ytterligere vinkelen vi ser på strålen, og styrker koblingen mellom nøytronstjerne fusjoner og kortvarige gammastråleutbrudd. Denne forbindelsen krever et relativistisk jetfly, og det er nettopp det Mooley og kollegene hans har målt.
“Vi har demonstrert i dette arbeidet at presisjonsastrometri med rombaserte optiske og infrarøde teleskoper er et utmerket middel for å måle de riktige bevegelsene til jetfly i nøytronstjernesammenslåinger.” skriver de i papiret sitt.
“James Webb-romteleskopet (JWST) skal kunne utføre astrometri mye bedre enn det med Hubble-romteleskopet, på grunn av det større oppsamlingsområdet og mindre pikselstørrelse … Kombinasjonen av optisk astrometri og radio-VLBI-målinger (med nåværende observasjonsfasiliteter ) kan være enda kraftigere, og kan gi sterke begrensninger på synsvinklene til nøytronstjernesammenslåinger som ligger så langt unna som 150 Mpc [roughly 500 million light-years].”
Nå må vi bare vente på en ny nøytronstjernekollisjon…
Teamets forskning er publisert i Natur.