(Université de technologie de Swinburne) D'après les observations continues d'un étoile à neutrons collision que nous avons attrapée l'année dernière, les astrophysiciens ont trouvé quelque chose de sauvage - le crash a craché un mince jet de particules ultra-rapides dans l'espace, voyageant presque à la vitesse de la lumière, mais semblant se déplacer beaucoup plus rapidement grâce à une illusion d'optique.
La collision a étéobservé en août de l'année dernière, lorsqu'un onde gravitationnelle détection a alerté les astronomes du monde entier d'un événement imminent.
Un grand nombre de télescopes ont été formés sur l'emplacement - et, pour la première fois, les scientifiques ont vu deux étoiles à neutrons entrer en collision dans une galaxie à 130 millions d'années-lumière, prenant des observations à la fois dans l'astronomie des ondes gravitationnelles et des ondes électromagnétiques, qui comprend les ondes radio, Rayons X, rayons gamma et lumière visible.
L'événement était absolument sans précédent; depuis lors, les scientifiques de l'espace observent avidement l'objet nouvellement formé pour essayer de comprendre ce qu'il est et ce qu'il va faire ensuite.
Grâce à ces observations continues à l'aide d'un réseau de radiotélescopes à l'échelle du continent, les astrophysiciens ont localisé le jet relativiste qui, selon les théoriciens, était une exigence pour le type de sursaut gamma émis par la collision d'étoiles à neutrons.
Sur la base d'observations prises 75 jours après la fusion, et à nouveau 230 jours après la fusion, les chercheurs ont découvert qu'une région de l'émission radio autour de GW170817 s'était déplacée - et à une vitesse si élevée qu'un jet relativiste était la seule explication raisonnable.
(Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF)
'Nous avons mesuré un mouvement apparent qui est quatre fois plus rapide que la lumière', a déclaré l'astrophysicien Kunal Mooley de l'Observatoire National de Radioastronomie (NRAO) et de Caltech.
'Cette illusion, appelée mouvement supraluminique , se produit lorsque le jet est dirigé presque vers la Terre et que la matière dans le jet se déplace à une vitesse proche de la vitesse de la lumière.'
Les simulations informatiques avaient dévoilé en juin que ce jet devait exister, à un angle de 30 degrés par rapport à la Terre. Il serait relativement étroit, ce qui expliquerait la faiblesse initiale du sursaut gamma qui l'accompagnait - son angle de vue le rendait difficile à observer.
Ces prédictions étaient presque exactes, selon les nouvelles données.
'Sur la base de notre analyse, ce jet est très probablement très étroit, d'au plus 5 degrés de large, et pointé à seulement 20 degrés de la direction de la Terre', a déclaré l'astrophysicien Adam Deller de la Swinburne University of Technology en Australie, et anciennement de la NRAO.
'Mais pour correspondre à nos observations, le matériau dans le jet doit également exploser vers l'extérieur à plus de 97% de la vitesse de la lumière.'
Lorsque les étoiles à neutrons sont entrées en collision, un nuage de matière s'est épanoui autour de l'épicentre de l'événement. Le nouvel objet formé par les deux étoiles à neutrons à l'intérieur de cette sphère de débris - soit une très grande étoile à neutrons, soit unvraiment petit trou noir- aurait attiré gravitationnellement les matériaux à proximité, les entraînant dans un disque d'accrétion, comme de l'eau tourbillonnant dans un drain.
Mais les émissions de rémanence de la fusion étaient particulières. Ils ont commencé tardivement, ont culminé environ 150 jours après la fusion, puis se sont rapidement essoufflés. Les scientifiques ont cherché une explication, avec des hypothèses telles qu'un jet 'étranglé' qui n'a pas pu s'échapper des débris, et un jet réussi, qui a dispersé de l'énergie dans les débris au fur et à mesure qu'ils s'échappaient.
(D. Berry, O. Gottlieb, K. Mooley, G. Hallinan, NRAO/AUI/NSF)
Les données de l'équipe ont indiqué que ce qui s'est réellement passé était une combinaison de ces deux scénarios. Le jet a d'abord poussé la coquille de débris vers l'extérieur, créant un cocon de matériau en expansion. Mais ce matériau ne s'est pas déplacé aussi vite que le jet, donc finalement le jet s'est détaché.
Selon les observations de l'équipe, donc, avant 60 jours après la fusion, le cocon dominait l'émission radio. Après ce point, le jet étroit a pris le relais.
La découverte est importante, renforçant le lien entre les fusions d'étoiles à neutrons et les sursauts gamma de courte durée.
'L'événement de fusion était important pour un certain nombre de raisons, et il continue de surprendre les astronomes avec plus d'informations', dit Joe Pesce , directeur du programme NSF pour NRAO.
'Les jets sont des phénomènes énigmatiques observés dans un certain nombre d'environnements, et maintenant ces observations exquises dans la partie radio du spectre électromagnétique fournissent un aperçu fascinant sur eux, nous aidant à comprendre comment ils fonctionnent.'
Les recherches de l'équipe ont été publiées dans la revue La nature .