Първото наблюдавано някога сливане на неутронни звезди произведе струя материал, която създава илюзията, че се движи по-бързо от скоростта на светлината.
Когато през 2017 г. астрономите от цял свят наблюдават грандиозния сблъсък между две неутронни звезди, основното събитие е само началото. Последствията, както непосредствени, така и дългосрочни, от такова мощно, невиждано досега сливане със сигурност трябваше да бъдат вълнуващи, интересни и дълбоко информативни.
И сега учените разкриват един интересен факт. Когато двете неутронни звезди се сблъскват, те изхвърлят струя от материал, която за нашите очи изглежда, че се изстрелва в пространството със скорост седем пъти по-голяма от тази на светлината.
Това, разбира се, е невъзможно според сегашното ни разбиране за физиката. Това е феномен, известен като свръхсветлинна скорост, който въпреки името си всъщност е илюзия, основана на ъгъла ни на гледане.
Струята от материал, освободена от сблъсъка и сливането в неутронна звезда GW170817, се движи със скорост 99,97 процента от скоростта на светлината и успява да изглежда така, сякаш нарушава законите на физиката, като се движи седем пъти по-бързо. Струята е забелязана от космическите телескопи "Хъбъл" и "Гея" в дните малко след сблъсъка, но са били необходими пет години, за да бъдат обработени и анализирани изображенията в достатъчна степен, за да се разкрие какво се случва.
Регистрирането на GW170817 - първото наблюдавано сливане на неутронни звезди - промени астрономията. За първи път детектори на гравитационни вълни и телескопи, работещи в електромагнитния спектър, си сътрудничат при изучаването на един и същ феномен, като в изследването участват 70 обсерватории. Сътрудничеството не бе само световно - инструментите в космоса също се включват.
Комбинацията от масите на двете неутронни звезди създава обект, толкова плътен, че се свива в черна дупка, която привлича материал от околността в бързо въртящ се диск, и чиито полюси освобождават мощни струи. Анализът на тези струи в Nature разкрива колко близо са били до скоростта на светлината, но научните изследвания често протичат с по-бавни темпове и работата е публикувана едва сега. В процеса на работа авторите подкрепят хипотезата, че гама-изригванията са следствие от сливането на неутронни звезди.
Авторите на статията комбинират данни, получени от Хъбъл и Гая 8 и 159 дни след сблъсъка, с радиоизследвания, направени на 75 и 230 дни. Наблюденията на радиовълните са направени с телескопи, работещи съвместно на хиляди километри, с помощта на един вид измерване, наречено много дълга базова интерферометрия (VLBI).
Измерванията от Хъбъл са прецизни, но първоначално са изглеждали безсмислени, тъй като показват, че струята се движи седем пъти по-бързо от скоростта на светлината. Колкото и научната фантастика да ни е карала да мечтаем за свръхсветлинни скорости, скоростта на светлината си остава непреодолима бариера. Превишаването й дори със 7%, да не говорим за 7 пъти, би разтърсило физиката до основи.
Астрономите обаче не за първи път наблюдават привидно "свръхсветлинно" движение и разбират причината за него.
Илюзията за свръхсветлинната скорост възниква, когато нещо идва към нас с достатъчно висока скорост, много близо до нашата линия на зрение. С приближаването на обекта разстоянието, необходимо на неговата светлина да стигне до нас, се скъсява – нещо, което обикновено не трябва да се взема предвид в ежедневния си живот, където светлината изглежда се движи мигновено в сравнение с много бавните ни движения.
В този случай струята се движи почти толкова бързо, колкото светлината, която излъчва, създавайки илюзията, че собствената й светлина изглежда изминава по-големи разстояния и следователно се движи с невъзможна скорост.
Как може да се създаде илюзията за свръхсветлинна скорост. Кредит: H. Seldon / public domain
Едната струя е насочена почти към Земята, така че светлината, излъчвана при нейното разширяване, трябва да измине по-късо разстояние, за да достигне до нас. Като измерват разликата между това колко бързо изглежда, че се движи струята, и максималната ѝ възможна скорост, авторите успяват да изчислят ъгъла на струята спрямо Земята между 19 и 25 градуса. Това от своя страна им помага да изчислят колко близо до скоростта на светлината е реално струята.
"Нашият резултат показва, че при изстрелването си струята се е движила поне с 99,97% от скоростта на светлината", obqsnqва д-р Уенбин Лу (Wenbin Lu) от Калифорнийския университет в Бъркли.
Изригванията на гама-лъчи са толкова мощни, че първоначално астрономите са били озадачени от това какво може да ги създаде. Като предпочитано обяснение се налагат джетовете, получени при сливането на неутронни звезди, но едва сега може да se потвърди, че такива джетове съществуват и са достатъчно бързи, за да предизвикат такива мощни изблици.
Както е отбелязано в статията, това изследване е само началото, JWST ще може да наблюдава подобни събития с прецизност, която далеч надхвърля тази на Хъбъл.
„Космическият телескоп Джеймс Уеб (JWST) би трябвало да може да извършва астрометрия много по-добре от тази с космическия телескоп Хъбъл, благодарение на по-голямата събирателна площ и по-малкия размер на пикселите… Комбинацията от оптична астрометрия и радио VLBI измервания (с настоящите съоръжения за наблюдение) може да бъде още по-мощен и може да осигури силни ограничения върху ъглите на видимост на сливания на неутронни звезди, разположени на разстояние до 150 Mpc [приблизително 500 милиона светлинни години]."
Справка: Mooley, K.P., Anderson, J. & Lu, W. Optical superluminal motion measurement in the neutron-star merger GW170817. Nature 610, 273–276 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05145-7
Източник:
Illusion Makes Colliding Neutron Stars' Jet Appear Faster Than Speed Of Light, IFLScience
Matter Ejected From Crashing Neutron Stars Appeared to Break Light Speed, ScienceAlert
Още по темата
Космос
Регистрирани са гравитационни вълни от тайнствен обект, попадащ в „пропастта на масите“ (видео)
Космос
Струите в гама импулсите може да са по-бързи от светлината и да се движат назад във времето
Космос
При неутронния сблъсък GW170817 е възникнала малка черна дупка (видео)
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари