แสงรังสีเอกซ์ประหลาดที่เห็นบนท้องฟ้าสามปีครึ่งหลังจากการชนกันครั้งยิ่งใหญ่ระหว่างดาวนิวตรอนสองดวง ถือเป็นครั้งแรกสำหรับวิทยาศาสตร์
ตามที่นักดาราศาสตร์ศึกษาพื้นที่ในอวกาศ อาจเป็นแสงระเรื่อของการระเบิดของกิโลโนวาที่เกิดจากการควบรวมกิจการ ซึ่งน่าจะเกิดจากคลื่นกระแทกจากการระเบิดที่กระแทกเป็นฝุ่นในบริเวณพื้นที่รอบการระเบิด
อีกทางหนึ่ง แสงอาจเกิดขึ้นได้จากวัตถุที่พุ่งออกมาระหว่างการระเบิดที่ตกลงลงมายังวัตถุที่เพิ่งรวมเข้าด้วยกัน ซึ่งน่าจะเป็นหลุมดำมวลต่ำ-
ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด ปรากฏการณ์นี้ดูเหมือนจะไม่เคยถูกตรวจพบมาก่อน
“เราได้เข้าสู่ดินแดนที่ไม่เคยมีมาก่อนที่นี่เพื่อศึกษาผลที่ตามมาของดาวนิวตรอนการควบรวมกิจการ"นักดาราศาสตร์ Aprajita Hajela กล่าวของมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น
“เรากำลังมองสิ่งใหม่ๆ ที่ไม่ธรรมดาเป็นครั้งแรก ซึ่งเปิดโอกาสให้เราศึกษาและทำความเข้าใจกระบวนการทางกายภาพใหม่ๆ ที่ไม่เคยมีใครสังเกตเห็นมาก่อน”
การระเบิดนั้นเองตรวจพบครั้งแรกเมื่อวันที่ 17 สิงหาคม 2560เป็นเหตุการณ์ที่ยิ่งใหญ่อย่างยิ่ง นับเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ตรวจพบช่วงเวลาที่ดาวนิวตรอนสองดวงซึ่งรวมตัวกันอยู่ในวงโคจรที่กำลังสลายตัวมากขึ้นเรื่อยๆ ได้ชนกันและรวมตัวกัน
ไม่เพียงแต่เหตุการณ์ชื่อ GW170817 เท่านั้นที่ถูกบันทึกโดยใช้ฟิลด์ใหม่ของคลื่นความโน้มถ่วงดาราศาสตร์แต่ใช้แสงพาดผ่านสเปกตรัม
การควบรวมกิจการทำให้เกิดการระเบิดเป็นกิโลโนวา ซึ่งสว่างกว่าโนวาคลาสสิกถึง 1,000 เท่า การวิเคราะห์แสงจากการระเบิดครั้งนี้เผยให้เห็นว่าการชนกันของดาวนิวตรอนทำให้เกิดการชนกันการระเบิดของรังสีแกมมา- ที่ใกล้กับเครื่องบินไอพ่นความเร็วแสงถูกขับออกจากการระเบิด และในสภาพแวดล้อมที่มีพลังระหว่างการระเบิดโลหะหนักเช่น ทองคำ แพลทินัม และยูเรเนียมก็เกิดขึ้น
เนื่องจากนี่เป็นข้อสังเกตใหม่ทั้งหมด นักดาราศาสตร์จึงยังคงเฝ้าดูบริเวณท้องฟ้าที่มันเกิดขึ้น ซึ่งอยู่ห่างจากระบบสุริยะประมาณ 132 ล้านปีแสง
ในช่วงความยาวคลื่นรังสีเอกซ์ พวกเขาสังเกตเห็นบางสิ่งที่แปลกประหลาดมาก เก้าวันหลังจากการปะทุของรังสีแกมมา แหล่งกำเนิดก็เริ่มต้นขึ้นเรืองแสงไปทั่วสเปกตรัมสว่างขึ้นถึงจุดสูงสุดหลังควบรวมกิจการ 160 วัน จากนั้นแสงเรืองรองก็จางหายไปอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้ถูกตีความว่าเป็นไอพ่นเชิงสัมพัทธภาพ
อย่างไรก็ตาม ในขณะที่แสงเรืองรองจางหายไปในสเปกตรัมส่วนใหญ่ ตั้งแต่ปี 2020 เป็นต้นไปอยู่ในที่ราบสูงในช่วงความยาวคลื่นเอ็กซ์เรย์เป็นแสงสว่างที่คงอยู่ในความมืดมิดแห่งอวกาศ
(เอ็กซ์เรย์: NASA/CXC/Northwestern Univ./A. Hajela et al.; ภาพประกอบ: NASA/CXC/M.Weiss)
ด้านบน: ความรู้สึกของศิลปินเกี่ยวกับแสงเรืองแสงจาก GW170817 พร้อมการแทรกภาพเอ็กซ์เรย์
"ความจริงที่ว่ารังสีเอกซ์หยุดการซีดจางอย่างรวดเร็วเป็นหลักฐานที่ดีที่สุดของเรา แต่ยังตรวจพบบางสิ่งที่นอกเหนือจากเจ็ตในรังสีเอกซ์ในแหล่งกำเนิดนี้"นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Raffaella Margutti กล่าวของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์
“ดูเหมือนว่าจำเป็นต้องใช้แหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงเพื่ออธิบายสิ่งที่เราเห็น”
จากการวิเคราะห์ของทีม สิ่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเรืองแสงคือการช็อกเชิงสัมพัทธภาพเมื่อดีดตัวจากการชนระเบิดออกสู่อวกาศ พวกเขากล่าวว่าสิ่งนี้คล้ายกับโซนิคบูมบนโลก เมื่อวัสดุนี้ขยายออกสู่อวกาศรอบการควบรวมกิจการ มันจะกระแทกเข้ากับก๊าซ ทำให้เกิดแรงกระแทกที่ทำให้ก๊าซร้อนและทำให้เกิดแสงรังสีเอกซ์
หากเป็นกรณีนี้ ก็แสดงว่า การก่อตัวของกหลุมดำจากดาวนิวตรอนทั้งสองดวงนั้นไม่ใช่กระบวนการที่รวดเร็ว
คำอธิบายอีกประการหนึ่งก็คือ เมื่อหลุมดำก่อตัวขึ้น สสารรอบๆ มันเริ่มตกลงมาสู่มัน หลังจากรวมตัวกันเป็นจานสะสมมวลสารที่หมุนวน จานที่โคจรอยู่นี้ได้รับความร้อนจากแรงโน้มถ่วงและแรงเสียดทาน ก็จะปล่อยรังสีเอกซ์ออกมาเช่นกัน
ไม่ว่าจะเป็นสถานการณ์คลื่นกระแทกกิโลโนวาหรือวัตถุที่ตกลงสู่หลุมดำที่เพิ่งก่อตัวใหม่ในการควบรวมดาวนิวตรอน จะเป็นสถานการณ์แรก
นักดาราศาสตร์จะสังเกตการณ์ต่อไปเพื่อดูว่าพฤติกรรมเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร หากการปล่อยคลื่นวิทยุสว่างขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ก็มีแนวโน้มว่าจะเกิดคลื่นกระแทก ถ้ามันดำเนินต่อไปเรื่อยๆ แล้วความสว่างลดลง ก็มีแนวโน้มว่าจะเกิดการสะสมของหลุมดำมากขึ้น ไม่ว่ามันจะเป็นอะไรก็ตามจะบอกเราถึงสิ่งใหม่เกี่ยวกับการควบรวมดาวนิวตรอน
"การศึกษาเพิ่มเติมของ GW170817 อาจมีผลกระทบในวงกว้าง"นักดาราศาสตร์ Kate Alexander กล่าวของมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น
การตรวจจับแสงระเรื่อกิโลโนวาบ่งบอกว่าการควบรวมไม่ได้ก่อให้เกิดหลุมดำในทันที อีกทางหนึ่ง วัตถุนี้อาจเปิดโอกาสให้นักดาราศาสตร์ศึกษาว่าสสารตกลงสู่หลุมดำได้อย่างไรไม่กี่ปีหลังจากการกำเนิดของมัน
งานวิจัยมีกำหนดตีพิมพ์ในฉบับล่าสุดของจดหมายวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์และพร้อมใช้งานบนเซิร์ฟเวอร์ก่อนการพิมพ์อาร์เอ็กซ์-
