Teleskop Hubble‘a także brał udział w badaniach zderzenia gwiazd neutronowych, zaobserwowanego w sierpniu niemal równocześnie przez detektory fal grawitacyjnych i obserwatoria kosmicznych promieni gamma. Przez dwa tygodnie różne zespoły badawcze wykorzystywały jego rozdzielczość, by obserwacyjnie potwierdzić istnienie kilonowej, widzialnego obiektu towarzyszącego połączeniu się dwóch skrajnie gęstych obiektów, najprawdopodobniej gwiazd neutronowych. Wyniki badań kosmicznego teleskopu wskazują, że w takiej materii powstają pierwiastki ciężkie, choćby złoto i platyna.

Galaktyka NGC 4993 w obiektywie teleskopu Hubble’a /NASA, ESA /Materiały prasowe

17 sierpnia tego roku obserwatoria LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) i VIRGO niezależnie zarejestrowały sygnał fal grawitacyjnych GW170817. Dwie sekundy później europejski teleskop INTEGRAL i należące do NASA obserwatorium Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope) odebrały krótki błysk promieni gamma, mniej więcej z tego samego kierunku. Z pomocą kilkudziesięciu teleskopów z całego świata rozpoczęto poszukiwania źródła sygnału. Okazała się nim galaktyka soczewkowata NGC 4993, około 130 milionów lat świetlnych od Ziemi. Zauważono tam punkt świetlny, którego wcześniej nie było, do jego badań zaprzęgnięto też teleskop kosmiczny Hubble’a.

Emisja fal

Kiedy dowiedziałem się, że sygnał od LIGO i VIRGO pojawił się prawie równocześnie z błyskiem gamma, to mnie niemal powaliło – wspomina Andrew Levan z University of Warwick, który kierował pierwszym zespołem obserwującym NGC 4993 z pomocą Hubble’a. Kiedy zdałem sobie sprawę, że mogą w tym brać udział gwiazdy neutronowe, byłem zachwycony jeszcze bardziej. Na taką szansę czekaliśmy bardzo długo – dodaje.

Teleskop Hubble’a wykonał zdjęcia jasnego obiektu w NGC 4993 zarówno w świetle widzialnym, jak i podczerwieni. Obiekt był jaśniejszy niż nowa, ale mniej jasny niż supernowa. Okazało się, że w ciągu sześciu dni obserwacji znacząco przygasł. Badania spektroskopowe pokazały, że wyrzuca materię z prędkością sięgająca 1/5 prędkości światła. Byliśmy zaskoczeni, jak dokładnie zachowanie kilonowej zgadzało się z przewidywaniami – mówi prof. Nial Tanvir z University of Leicester, szef kolejnego z zespołów badawczych, korzystających z Hubble’a. To w najmniejszym stopniu nie przypominało supernowej, którą w końcu ten obiekt mógłby być. Szybko nabraliśmy pewności, że to faktycznie coś nowego – wyjaśnia.

Powiązanie kilonowych i krótkich błysków promieniowania gamma z łączeniem się gwiazd neutronowych było do tej pory dość trudne, po obserwacjach związanych z GW170817 wszystko stało się jasne. Widmo kilonowej było dokładnie takie samo, jak przewidywali teoretycy – mówi Levan. To sprawia, że obiekt można uznać za źródło fal grawitacyjnych z bardzo dużą pewnością – tłumaczy.

Zmiana jasności NGC 4993 podczas kolejnych obserwacji /NASA, ESA. A.J. Levan (U. Warwick), N.R. Tanvir (U. Leicester), and A. Fruchter and O. Fox (STScI) /Materiały prasowe

Analiza widm w podczerwieni pozwoliła znaleźć sygnały wskazujące, że powstają tam najcięższe pierwiastki w przyrodzie. To pozwala z dużym prawdopodobieństwem odpowiedzieć na jeszcze jedno z istotnych pytań, dotyczące pochodzenia choćby złota i platyny. Warunki towarzyszące zderzeniu i połączeniu gwiazd neutronowych wydają się w sam raz.

 

 

Źródło: rmf24, ESO, NASA, PAP

Polecane: