Prosto z nieba

Ewolucja kilonowej

W sierpniu 2017 roku zespoły LIGO i Virgo wykryły nadchodzący z pobliskiej galaktyki NGC 4993 sygnał, nazwany później GW170817: potężną falę grawitacyjną powstałą podczas połączenia się gwiazd neutronowych w relatywistycznym układzie podwójnym. Oprócz fal grawitacyjnych zaobserwowano, pochodzące z tego samego źródła, promienie $ﬂ;$ X, UV, światło widzialne, podczerwone oraz fale radiowe. Zaobserwowany przez satelity Fermi i INTEGRAL w tym samym momencie krótki błysk $ﬂ$ (GRB 170817A) dowodzi niezbicie, że tego typu zjawiska powstają na skutek zderzeń zwartych, gęstych obiektów. Błysk był niezwykle słaby, co może oznaczać, że główne źródło promieniowania - dżet $ﬂ$ - obserwowaliśmy pod niezaniedbywalnym kątem.

obrazek — Hubble Space Telescope, NASA and ESA

NGC 4993

Naturalnie, od razu po odebraniu GW170817 wszystkie teleskopy świata zostały skierowane na NGC 4993: detekcja fal grawitacyjnych to jedno, ale elektromagnetyczna obserwacja pozostałości - chmury gęstej materii z wnętrz gwiazd neutronowych, świecącej dzięki radioaktywnym procesom w różnych długościach fal przez dni, miesiące, a nawet lata - może dostarczyć dodatkowych, unikalnych informacji o tym, co działo się od razu po zderzeniu. Dodatkowo sygnał optyczny zawiera nieco inne informacje o źródle niż, na przykład, fale radiowe.

Początkowo obserwowano głównie promieniowanie widzialne i podczerwone. Dwa dni po po zderzeniu obserwatorium rentgenowskie Chandra nie wykryło składnika rentgenowskiego. Promienie X pojawiły się ostatecznie około 9 dni po wybuchu. To późne pojaśnienie w twardym promieniowaniu jest dość nietypowe: zamiast niego standardowe poświaty po błyskach $|γ$ wykazują raczej pociemnienie. Ze względu na Słońce, znajdujące się zbyt blisko źródła na niebie, kolejne obserwacje były niemożliwe aż do grudnia 2017 roku. Dane zebrane 109 dni po błysku przyniosły jednak prawdziwą rewelację: strumień rentgenowski znacząco wzrósł (około czterokrotnie) w porównaniu do początkowego. Taki sam rosnący trend obserwowano do pewnego czasu w radio - załamanie się nastąpiło w 200 dni po GW170817, a rentgenowskiego nieco później [1]. Około 250 dni po zderzeniu kilonowa osiągnęła maksymalną jasność w promieniowaniu X. Taka ewolucja czasowa jest dowodem dyskryminującym model "kokonu", który przewiduje dużo późniejszą zmianę trendu. Jeśli obecna ewolucja się utrzyma, kilonowa będzie widoczna przez kolejne dwa lata, a długotrwałe obserwacje pozwolą na dokładniejsze określenie struktury dżetu.