Vào tháng 8 năm 2017, Đài quan sát sóng hấp dẫn sóng giao thoa kế laser (LIGO) đã phát hiện ra các sóng được cho là do sự hợp nhất của sao neutron. Sự kiện Kilonova này, được gọi là GW170817, là sự kiện thiên văn đầu tiên được phát hiện trong cả sóng hấp dẫn và điện từ - bao gồm ánh sáng nhìn thấy, tia gamma, tia X và sóng vô tuyến.
Trong những tháng sau khi sáp nhập, các kính thiên văn quay quanh và trên mặt đất trên khắp thế giới đã quan sát GW170817 để xem kết quả từ nó. Theo một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế, vụ sáp nhập đã tạo ra một luồng vật chất hẹp tiến vào không gian giữa các vì sao với vận tốc tiếp cận với tốc độ ánh sáng.
Nghiên cứu mô tả những phát hiện của họ, có tiêu đề Chuyển động Superluminal của máy bay phản lực tương đối trong vụ sáp nhập sao neutron GW170817, gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Thiên nhiên. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Kunal Mooley, Nghiên cứu viên Jansky tại Caltech và Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia (NRAO); Adam Deller, từ OzGrav và Trung tâm Vật lý thiên văn và Siêu máy tính Swinburne; và Ore Gottlieb, một sinh viên tiến sĩ từ Đại học Tel Aviv.
Họ được tham gia bởi các thành viên từ NRAO, Viện Công nghệ California (Caltech), Đài quan sát vũ trụ Onsala, Đại học Do Thái Jerusalem, Đại học Texas Tech và Đại học Princeton. Vì mục đích nghiên cứu của họ, nhóm nghiên cứu đã kết hợp dữ liệu từ Mảng đường cơ sở rất dài (VLBA) của NSF, Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) và Kính viễn vọng Ngân hàng Xanh Robert C. Byrd (GBT).
Sử dụng dữ liệu này, họ đã có thể giải quyết một bí ẩn lâu đời về việc sáp nhập, đó là liệu nó có tạo ra một luồng vật chất truyền từ các cực của nó hay không. Các nhà khoa học nghi ngờ rằng đây là trường hợp vì các máy bay phản lực như vậy được yêu cầu tạo ra các vụ nổ tia gamma được cho là do sự hợp nhất của các cặp sao neutron.
Sau khi quan sát đối tượng 75 ngày sau khi sáp nhập, và sau đó một lần nữa sau 230 ngày, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng một vùng phát xạ vô tuyến từ vụ sáp nhập đã di chuyển với tốc độ đáng kinh ngạc. Những quan sát này chỉ có thể được giải thích bằng sự hiện diện của một máy bay phản lực mạnh mẽ. Như Tiến sĩ Mooley đã giải thích trong thông cáo báo chí NRAO:
Chúng tôi đã đo được một chuyển động rõ ràng nhanh hơn bốn lần so với ánh sáng. Ảo ảnh đó, được gọi là chuyển động siêu âm, kết quả khi máy bay phản lực hướng gần Trái đất và vật chất trong máy bay đang di chuyển gần với tốc độ ánh sáng.
Dựa trên phân tích của chúng tôi, chiếc máy bay phản lực này rất có thể rất hẹp, rộng tối đa 5 độ và chỉ cách hướng Trái đất 20 độ, chỉ ra Adam Deller. Tuy nhiên, để phù hợp với những quan sát của chúng tôi, vật liệu trong máy bay phản lực cũng phải nổ tung với tốc độ hơn 97% tốc độ ánh sáng.
Từ dữ liệu mới này, một kịch bản mới đã xuất hiện giải thích những gì đã xảy ra sau sự kiện kilonova. Về cơ bản, sự hợp nhất đã gây ra một vụ nổ đẩy một mảnh vỡ hình cầu ra bên ngoài. Trong khi đó, các ngôi sao neutron hợp nhất sụp đổ tạo thành một lỗ đen bắt đầu kéo vật chất về phía nó. Điều này dẫn đến vật liệu rơi vào một đĩa quay nhanh xung quanh lỗ đen tạo ra một cặp máy bay phản lực bắn ra từ các cực của nó.
Như Gregg Hallinan của Caltech đã chỉ ra, vị trí của các máy bay phản lực rất may mắn. Chúng tôi đã rất may mắn khi có thể quan sát sự kiện này, bởi vì nếu máy bay phản lực ở cách xa Trái đất hơn rất nhiều, thì phát xạ vô tuyến sẽ quá mờ nhạt để chúng tôi phát hiện ra, ông nói.
Dữ liệu từ những quan sát mới nhất này cũng cho thấy máy bay phản lực đang tương tác với lớp vỏ mảnh vụn, tạo thành một vật liệu kén cạn của Cameron đang mở rộng ra bên ngoài chậm hơn so với máy bay phản lực. Điều này giúp giải quyết một bí ẩn khác, đó là liệu các nguồn vô tuyến được phát hiện có phải là kết quả của sự tương tác với cái kén hay đến từ các vật liệu phản lực hay không. Như Ore Gottlieb đã giải thích:
Giải thích của chúng tôi là kén thống trị phát xạ vô tuyến cho đến khoảng 60 ngày sau khi sáp nhập, và vào thời điểm sau đó, phát xạ bị chi phối bởi máy bay phản lực.
Theo nhóm nghiên cứu, nghiên cứu này củng cố lý thuyết rằng có mối liên hệ giữa các vụ sáp nhập sao neutron và vụ nổ tia gamma trong thời gian ngắn. Nó cũng chứng minh rằng các máy bay phản lực cần được hướng tương đối gần Trái đất để các vụ nổ này có thể được phát hiện bởi các đài quan sát của chúng tôi. Như Mooley đã giải thích:
Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng kết hợp các quan sát từ VLBA, VLA và GBT là một phương tiện mạnh mẽ để nghiên cứu các máy bay phản lực và vật lý liên quan đến các sự kiện sóng hấp dẫn.
Ngoài ra, các quan sát của các máy bay phản lực này - được thực hiện trong phần vô tuyến của quang phổ - đang cung cấp những hiểu biết mới và hấp dẫn về hiện tượng thiên văn này. Cuối cùng, đây chỉ là điều ngạc nhiên mới nhất mà GW170817 đã cung cấp cho các nhà thiên văn học kể từ khi nó được phát hiện lần đầu tiên.
