في أغسطس من عام 2017 ، اكتشف مرصد التداخل بالليزر (LIGO) موجات يعتقد أنها ناتجة عن اندماج نجم نيوتروني. كان حدث "kilonova" ، المعروف باسم GW170817 ، أول حدث فلكي يتم اكتشافه في كل من الموجات التثاقلية والكهرومغناطيسية - بما في ذلك الضوء المرئي وأشعة جاما والأشعة السينية وموجات الراديو.
في الأشهر التي تلت الاندماج ، شاهدت التلسكوبات المدارية والأرضية حول العالم GW170817 لمعرفة ما نتج عنها. ووفقًا لدراسة جديدة أجراها فريق دولي من علماء الفلك ، أنتج الاندماج طائرة نفاثة ضيقة من المواد التي شقت طريقها إلى الفضاء النجمي بسرعات تقترب من سرعة الضوء.
ظهرت الدراسة التي تصف نتائجها ، بعنوان "الحركة الفائقة النفاثة لطائرة النسبية في اندماج النجم النيوتروني GW170817" ، مؤخراً في المجلة طبيعة. قاد الدراسة كونال مولي ، زميل أبحاث يانسكي في كالتيك والمرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO) ؛ آدم ديلر ، من OzGrav ومركز جامعة Swinburne للفيزياء الفلكية والحوسبة الفائقة ؛ وأوري غوتليب ، طالب دكتوراه من جامعة تل أبيب.
وانضم إليهم أعضاء من NRAO ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) ومرصد Onsala للفضاء والجامعة العبرية في القدس وجامعة تكساس للتكنولوجيا وجامعة برينستون. من أجل دراستهم ، قام الفريق بدمج البيانات من مصفوفة خط الأساس الطويل جدًا (VLBA) من NSF ، ومن مصفوفة Karl G.Jansky Large Large Array (VLA) ، ومنظار روبرت سي بيرد جرين بانك (GBT).
وباستخدام هذه البيانات ، تمكنوا من حل لغز قديم بشأن الاندماج ، وهو ما إذا كان قد أنتج نفاثة من المواد المتدفقة من أعمده أم لا. اشتبه العلماء في أن هذا هو الحال لأن مثل هذه الطائرات مطلوبة لإنتاج رشقات أشعة جاما التي يعتقد أنها ناتجة عن اندماج أزواج النجوم النيوترونية.
بعد ملاحظة الجسم بعد 75 يومًا من الاندماج ، ثم مرة أخرى بعد 230 يومًا ، اكتشف الفريق أن منطقة انبعاث لاسلكي من الاندماج قد تحركت بسرعة لا تصدق. لا يمكن تفسير هذه الملاحظات إلا من خلال وجود طائرة قوية. كما أوضح الدكتور مولي في بيان صحفي لـ NRAO:
"قمنا بقياس حركة ظاهرة أسرع أربع مرات من الضوء. وينتج عن هذا الوهم ، الذي يسمى الحركة فائقة السطوع ، عندما يتم توجيه الطائرة نحو الأرض تقريبًا وتتحرك المادة الموجودة في الطائرة بالقرب من سرعة الضوء. "
وأضاف آدم ديلر ، "بناءً على تحليلنا ، فإن هذه الطائرة على الأرجح ضيقة للغاية ، وعرضها 5 درجات على الأكثر ، وتم توجيهها على بعد 20 درجة فقط من اتجاه الأرض". "ولكن لتتناسب مع ملاحظاتنا ، يجب أن تنفجر المواد الموجودة في الطائرة إلى الخارج بأكثر من 97 في المائة من سرعة الضوء."
من هذه البيانات الجديدة ، ظهر سيناريو جديد يشرح ما حدث بعد حدث كيلونوفا. في الأساس ، تسبب الاندماج في انفجار دفع قذيفة كروية من الحطام إلى الخارج. وفي الوقت نفسه ، انهارت النجوم النيوترونية المدمجة لتشكيل ثقب أسود بدأ في سحب المواد نحوه. وأدى ذلك إلى سقوط المواد في قرص سريع الدوران حول الثقب الأسود ، مما أدى إلى إطلاق زوج من الطائرات التي تطلق للخارج من أعمده.
كما أشار جريج هالينان من شركة Caltech ، فإن تحديد موقع الطائرات كان محظوظًا للغاية. وقال "لقد كنا محظوظين لأننا تمكننا من مشاهدة هذا الحدث ، لأنه إذا كانت الطائرة النفاثة أبعد بكثير عن الأرض ، لكان الانبعاث الراديوي باهتًا للغاية بالنسبة إلينا".
أظهرت بيانات من هذه الملاحظات الأخيرة أيضًا أن الطائرة كانت تتفاعل مع قشرة الحطام ، والتي شكلت "شرنقة" من المواد التي تتوسع نحو الخارج ببطء أكثر من الطائرات. وقد ساعد ذلك في حل لغز آخر ، وهو ما إذا كانت مصادر الراديو التي يتم اكتشافها ناتجة عن التفاعل مع الشرنقة أو القادمة من نفاثة المواد. كما أوضح Ore Gottlieb:
"تفسيرنا هو أن الشرنقة سيطرت على البث الراديوي حتى حوالي 60 يومًا بعد الاندماج ، وفي أوقات لاحقة كان البث يسيطر على النفاثة."
وفقًا لفريق البحث ، تدعم هذه الدراسة النظرية القائلة بوجود صلة بين عمليات اندماج النجوم النيوترونية وانفجارات أشعة غاما قصيرة المدى. كما بينت أن الطائرات تحتاج إلى أن تكون قريبة نسبيًا من الأرض حتى تتمكن المراصد من اكتشاف هذه الرشقات. كما أوضح مولي:
"توضح دراستنا أن الجمع بين الملاحظات من VLBA و VLA و GBT هي وسيلة قوية لدراسة الطائرات والفيزياء المرتبطة بأحداث موجات الجاذبية."
بالإضافة إلى ذلك ، فإن ملاحظات هذه الطائرات - التي أجريت في الجزء الراديوي من الطيف - تقدم رؤى جديدة ورائعة في هذه الظاهرة الفلكية. في النهاية ، هذه ليست سوى المفاجأة الأخيرة التي قدمها GW170817 لعلماء الفلك منذ اكتشافه لأول مرة.
