Multi-messenger pozorování sloučení binární neutronové hvězdy

Text

17. srpna 2017 byl pozorován kandidát srůstu binární neutronové hvězdy (později označován jako GW170817) s časem splynutí 12:41:04 UTC pomocí detekce gravitačních vln experimenty Advanced LIGO a Advanced Virgo. Družicový experiment Fermi Gamma-ray Burst Monitor detekoval nezávislé na pozorování gravitačních vln gama záblesk (GRB 170817A) se zpožděním $\sim 1.7\,{\rm{s}}$. Ze signálů gravitačních vln byl směr zdroje lokalizován na oblast oblohy o ploše 31 deg2 ve vzdálenosti ${40}_{-8}^{+8}$ Mpc s dílčími hmotnostmi, které jsou konzistentní s hmotami neutronových hvězd. Tyto naměřené hmoty nabývají hodnot mezi 0.86 a 2.26 hmot Slunce. Pozorování spustilo rozsáhlou kampaň pozorování skrze elektromagnetické spektrum vedoucí k objevu jasného optického tranzientu (SSS17a, nyní s označením IAU: AT 2017gfo) v galaxii NGC 4993 (vzdálené ~40 Mpc) do 11 hodin pomocí One-Meter, Two Hemisphere (1M2H) týmu obsluhujícím 1 m Swope Telescope. Tento optický tranzient byl pozorován nezávislými skupinami během hodiny. Následná pozorování se zacílila na objekt a jeho okolí. Ultrafialové pozorování odhalily modrého tranzienta, který se vytratil do 48 hodin. Optické a infračervené pozorování odhalila červenající vývoj trvající přes ~10 dní. Rentgenové a rádiové emise z oblasti zdroje byly objeveny ~9 a ~16 dní po události. Obě tyto emise mají nejspíše původ v jiných fyzikálních procesech, než v těch které vedly k emisím v UV, optické a infračervené oblasti spektra. Žádný foton o ultra-vysoké energii, ani žádné neutrino nebylo pozorováno v souvislostí s událostí. Všechny tyto pozorování podporují hypotézu, že GW170817 byla způsobena sloučením dvou neutronových hvězd v galaxii NGC 4993 následováno krátkým gama zábleskem GRB 170817A a výbuchem kilonovy/makronovy poháněným radioaktivním rozpadem r-procesu nukleosyntézy vyvrženého materiálu.

Department 16_Astrocasticove fyziky_5_VyznamnyVysledek-Multimessenger.png
Popis

Poloha gravitační vlny, gama záření a optického signálu. Levý panel znázorňuje ortografickou projekci oblastí 90% věrohodnosti naměřenou experimentem LIGO (190 deg2; světle zelená), lokalizaci kombinací experimentů LIGO-Virgo (31 deg2; tmavě zelená), IPN triangulaci z časových rozdílů mezi detekcemi družicovými experimenty Fermi a INTEGRAL (světle modrá), a Fermi-GBM (tmavě modrá). Výřez zobrazuje pozici hostitelské galaxie NGC 4993 pomocí pozorování Swope 10,9 hodin po události (vpravo nahoře) a pozorování DLT40 20,5 dne před událostí (vpravo dole). Zaměřovač na obou snímcích zobrazuje pozici tranzientní události.