באוגוסט 2017 אירעה פריצת דרך משמעותית נוספת כאשר מצפה הכוכבים של גל אינטרפרומטר לייזר (LIGO) זיהה גלים שנחשבו כי נגרמו כתוצאה ממיזוג כוכבי נויטרונים. זמן קצר לאחר מכן הצליחו מדענים מטעם LIGO, Virgin Virgo וטלסקופ החלל-קרני פרמה לקבוע היכן בשמיים אירוע זה (המכונה קילונובה) התרחש.
מקור זה, המכונה GW170817 / GRB, היה היעד של סקרי מעקב רבים מאז האמינו כי המיזוג יכול היה להוביל להיווצרות חור שחור. על פי מחקר חדש שנערך על ידי צוות שניתח נתונים מהמצפה המצפה רנטגן של צ'נדרה של נאס"א מאז האירוע, מדענים יכולים כעת לומר בביטחון רב יותר כי המיזוג יצר חור שחור חדש בגלקסיה שלנו.
המחקר, שכותרתו "GW170817 Most Likely Made a Black חור", הופיע לאחרונה ב מכתבי העיתון האסטרופיסי. את המחקר הוביל דייוויד פוליי, עוזר פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת טריניטי בסן אנטוניו, וכלל חברים מאוניברסיטת טקסס באוסטין, מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי ומעבדת הקוסמוס האנרגטית באוניברסיטת נזרבייב בקזחסטן.
לצורך המחקר, ניתח הצוות את נתוני הרנטגן מצ'נדרה שנלקחו בימים, שבועות וחודשים לאחר גילוי גלי הכבידה על ידי קרני LIGO וגמא על ידי משימת פרמי של נאס"א. בעוד שכמעט כל טלסקופ בעולם צפה במקור, נתוני הרנטגן היו קריטיים להבנת מה שקרה לאחר ששני כוכבי הנויטרונים התנגשו.
בעוד שתצפית של צ'נדרה יומיים-שלושה לאחר האירוע לא הצליחה לאתר מקור רנטגן, תצפיות שלאחר מכן נערכו 9, 15 ו -16 יום לאחר האירוע הביאו לגילוי. המקור נעלם במשך זמן מה כאשר GW170817 עבר מאחורי השמש, אך תצפיות נוספות נערכו כ -110 ו -160 יום לאחר האירוע, שתיהן הראו התבהרות משמעותית.
בעוד שנתוני LIGO סיפקו לאסטרונומים הערכה טובה למסת האובייקט שהתקבל לאחר שהתמזגו כוכבי הנויטרונים (2.7 מסות שמש), זה לא הספיק כדי לקבוע למה הוא הפך. בעיקרו של דבר, כמות זו של המסה פירושה שהיא כוכב הנויטרונים המסיבי ביותר שנמצא אי פעם או החור השחור בעל המוני הנמוך ביותר שנמצא אי פעם (מחזיקי השיא הקודמים היו ארבעה או חמישה מסות שמש). כפי שהסביר דייב פוליי בהודעה לעיתונות של נאס"א / צ'נדרה:
"בעוד שכוכבי נויטרונים וחורים שחורים הם מסתוריים, חקרנו רבים מהם ברחבי היקום באמצעות טלסקופים כמו צ'נדרה. זה אומר שיש לנו גם נתונים וגם תיאוריות לגבי האופן בו אנו מצפים מאובייקטים כאלה להתנהג בצילומי רנטגן. "
אם כוכבי הנויטרונים יתמזגו ויצרו כוכב נויטרונים כבד יותר, אז האסטרונומים היו מצפים שהוא יסתובב במהירות ויוצר שדה מגנטי חזק מאוד. זה היה גם יוצר בועה מורחבת של חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה שתביא לפליטות רנטגן בהירה. עם זאת, נתוני צ'נדרה חשפו פליטת רנטגן שהייתה נמוכה פי כמה מאות מהצפוי מכוכב נויטרונים מסיבי וסובב במהירות.
על ידי השוואה בין תצפיות צ'נדרה לאלה שנערכו על ידי קארל ג. ג'נסקי, מערך גדול מאוד (VLA), הצליחו פוליי וצוותו להסיק כי פליטת הרנטגן נבעה לחלוטין מגל ההלם שנגרם בעקבות המיזוג שהתנפץ סביבו גז. בקיצור, לא היה שום סימן לצילומי רנטגן הנובעים מכוכב נויטרונים.
זה מרמז מאוד על כך שהאובייקט שהתקבל היה למעשה חור שחור. אם יאושר, תוצאות אלה היו מעידות כי תהליך ההיווצרות של חור שחור יכול לעיתים להיות מסובך. בעיקרו של דבר, GW170817 היה תוצאה של שני כוכבים העוברים פיצוץ סופרנובה שהשאיר אחריו שני כוכבי נויטרונים במסלול הדוק מספיק שהם בסופו של דבר התאגדו. כפי שהסביר פוואן קומאר:
"יכולנו לענות על אחת השאלות הבסיסיות ביותר לגבי האירוע המסנוור הזה: מה הוא עשה? אסטרונומים חשדו זה מכבר כי מיזוגים של כוכבי נויטרונים יווצרו חור שחור וייצרו פרצי קרינה, אך לא היה לנו מקרה חזק לזה עד עכשיו. "
במבט קדימה, הטענות שהועלו על ידי פוליי וחבריו יכולות להיבחן על ידי תצפיות רנטגן ורדיו בעתיד. מכשירים מהדור הבא - כמו מערך הקילומטר המרובע (SKA) שנמצאים כעת בבנייה בדרום אפריקה ובאוסטרליה, והטלסקופ המתקדם של ה- ESA לאסטרופיזיקה גבוהה אנרגיה (אתנה +) - יעזרו במיוחד בעניין זה.
אם השריד יתגלה ככל הנראה ככוכב נויטרונים מאסיבי עם שדה מגנטי חזק, הרי שהמקור אמור להיות בהיר בהרבה באורכי הגל הרנטגן והרדיו בשנים הקרובות ככל שבועת האנרגיה הגבוהה תופס את ההלם המאט. גל. ככל שגל ההלם נחלש, האסטרונומים צופים שהוא ימשיך להיות יותר ויותר חלש מכפי שנראה לאחרונה.
בלי קשר, תצפיות עתידיות על GW170817 אמורות לספק שפע של מידע, על פי ג'יי קרייג ווילר, מחבר משותף למחקר גם מאוניברסיטת טקסס. "GW170817 הוא האירוע האסטרונומי שממשיך לתת," אמר. "אנו לומדים כל כך הרבה על האסטרופיזיקה של האובייקטים הצפופים ביותר הידועים מאירוע אחד זה."
אם תצפיות מעקב אלה ימצאו שכוכב נויטרונים כבד הוא מה שנבע מהמיזוג, תגלית זו תאתגר את התיאוריות לגבי מבנהם של כוכבי הנויטרונים וכמה מסיביים הם יכולים להשיג. מצד שני, אם הם יגלו שהוא יצר חור שחור זעיר, הוא יאתגר את רעיונות האסטרונומים לגבי גבולות המסה התחתונים של חורים שחורים. עבור אסטרופיסיקאים זה בעצם תרחיש win-win.
כפי שהוסיף מחבר משותף ברוס גרוסן מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי:
"בתחילת הקריירה שלי, אסטרונומים יכלו לצפות רק בכוכבי נויטרונים ובחורים שחורים בגלקסיה שלנו, ועכשיו אנו מתבוננים בכוכבים האקזוטיים האלה ברחבי הקוסמוס. איזו תקופה מרגשת להיות בחיים, לראות מכשירים כמו ליגו וצ'נדרה שמראים לנו כל כך הרבה דברים מרתקים שיש לטבע להציע. "
אכן, הסתכלות רחוקה יותר אל הקוסמוס ועמוק אחורה בזמן חשף הרבה על היקום שלא היה ידוע בעבר. ועם פיתוח מכשירים משופרים למטרה היחידה של חקר תופעות אסטרונומיות בפירוט רב יותר ובמרחקים גדולים עוד יותר, נראה שאין גבול למה שאנו יכולים ללמוד. והקפידו לבדוק את הסרטון הזה של המיזוג GW170817, באדיבות מצפה הרנטגן של צ'נדרה:
