21 augustus 2019

Mondiaal netwerk van radiotelescopen ziet nasleep neutronensterbotsing

Jet GW170817: Artistieke impressie van de versmelting van twee neutronensterren met het uitgestoten materiaal en de jet die door de schil is heen gebroken. Credit: Beabudai Design.

Astronomen hebben met radiotelescopen op vijf continenten de aanwezigheid van een smalle straalstroom waargenomen die afkomstig is van de enige bekende bron van twee samensmeltende neutronensterren, ontdekt via zwaartekrachtgolven. Het resultaat wordt deze week gepubliceerd in Science. Vanuit Nederland nam zowel de Westerbork Radiotelescoop als de dataprocessor van JIVE deel aan de waarneemcampagne. Bij dit resultaat zijn bovendien astronomen betrokken van diverse instituten in Nederland (JIVE, Radboud Universiteit, TU Delft, Universiteit Leiden, SRON).

De twee Amerikaanse LIGO-detectoren en de Europese Virgo-detector namen in augustus 2017 zwaartekrachtgolven waar van de botsing van twee neutronensterren. Neutronensterren zijn zeer compacte sterren met ruwweg de massa van de zon, maar de grootte van een stad als Amsterdam. GW170817 vond plaats in een sterrenstelsel op een afstand van 130 miljoen lichtjaar van de aarde, en is de enige versmelting van dit type die tot nu is waargenomen.

Na de LIGO/Virgo-detectie richtten astronomen een scala aan telescopen op deze bron, over het hele elektromagnetisch spectrum (van gamma- en röntgen- tot optische en radiotelescopen). 200 dagen na de detectie ving een netwerk van telescopen in Europa, Afrika, Azië, Oceanië en Noord-Amerika radiostraling op van de straalstroom (jet) die afkomstig is van de gewelddadige botsing. Het internationale waarneemteam stond onder leiding van Giancarlo Ghirlanda van het National Institute for Astrophysics (INAF) in Italië.

Radiotelescopen: De radiotelescopen die aan de waarneemcampagne hebben deelgenomen. Credit: Paul Boven (JIVE).

De neutronensterversmelting was de eerste gebeurtenis waarbij het mogelijk was om de detectie van zwaartekrachtgolven te koppelen aan een object dat licht uitzendt. Na de versmelting werd een grote hoeveelheid materiaal de ruimte in geslingerd, wat een schil rond het object vormde. De evolutie daarvan is door astronomen op diverse golflengten gevolgd. Een aantal vragen werd daarmee echter niet beantwoord. Teamleider Ghirlanda: “We verwachtten dat het materiaal deels via een jet zou worden uitgestoten maar het was onduidelijk of het door de omringende schil heen zou kunnen breken.”

Om die vraag te kunnen beantwoorden hadden de astronomen zeer gevoelige radio-opnamen met een heel hoge resolutie nodig. Daarbij gebruikten ze de techniek van de Very Long Baseline Interferometry (VLBI), die radiotelescopen over de hele wereld combineert. De astronomen keken op 12 maart 2018 in de richting van de bron met 33 radiotelescopen uit het Europese VLBI-netwerk, e-MERLIN in het VK, de Australian Long Baseline Array in Australië en Nieuw-Zeeland, en de Very Long Baseline Array in de VS.

De data van deze waarneemcampagne werden met geavanceerde technieken verwerkt bij JIVE in Dwingeloo, Nederland, wat een beeld opleverde met een resolutie die is te vergelijken met het zien van een man op de maan vanaf de aarde. De expanderende schil of bel rond de bron heeft in deze vergelijking de afmeting van een vrachtwagen. Maar de VLBI-waarnemingen lieten een compacter beeld zien. “Dit komt overeen met de verwachting. We hebben de waarnemingen vergeleken met de modellen en alleen een straalstroom is compact genoeg om de waarnemingen te verklaren,” zegt coauteur Om Sharan Salafia (INAF).

Het team stelde vast dat de jet evenveel energie bevat als alle sterren in onze Melkweg samen gedurende een jaar produceren. “En al die energie zat opgesloten in een straalstroom die maar 1 lichtjaar groot is,” merkt coauteur Zsolt Paragi (JIVE) op. Naar verwachting worden in de komende jaren meer neutronensterversmeltingen gedetecteerd. “Op basis van onze resultaten verwachten we dat minstens 10% van alle gebeurtenissen een jet zal produceren,” voegt coauteur Benito Marcote (JIVE) toe. Bron: Astronomie.nl.

Reacties

  1. Robert Heijd zegt

    Leuk! De vragen die dit bij mij oproept zijn:

    Kunnen neutronensterren optisch worden waargenomen op een afstand van 130 miljoen lichtjaar? Volgens mij niet. Pulsars of magnetars misschien, maar een neutronenster met een 10 km doorsnee? en

    Waaruit bestond deze ‘jet’, zoals iedereen weet zend een pulsar vooral in radiogolven uit, en bij een jet van andere energie/materie denk ik meteen aan een zwart gat of de T. Tauri sequentie van beginnende stervorming. Maar zoals het artikel vermeld was de resolutie nu nog vrij beperkt. Hopelijk komt er vervolg? Wat denk jij ervan Arie?

  2. Nee die kun je op 130 miljoen lichtjaar optisch niet onderscheiden. Zelfs op 130 lichtjaar niet eens wat dat aangaat. Magnetars en pulsars zijn overigens in principe in de basis ook min of meer “normale” neutronensterren en derhalve ook nooit veel groter dan 10 kilometer in diameter. Die kunnen we dus ook niet zien.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: