Pada bulan Agustus 2017, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) mendeteksi gelombang yang diyakini disebabkan oleh penggabungan bintang neutron. Peristiwa "kilonova" ini, yang dikenal sebagai GW170817, adalah peristiwa astronomi pertama yang terdeteksi dalam gelombang gravitasi dan elektromagnetik - termasuk cahaya tampak, sinar gamma, sinar-X, dan gelombang radio.
Pada bulan-bulan setelah merger, pengorbit dan teleskop berbasis darat di seluruh dunia telah mengamati GW170817 untuk melihat apa yang dihasilkan dari itu. Menurut sebuah studi baru oleh tim astronom internasional, merger ini menghasilkan jet materi yang sempit yang masuk ke ruang antarbintang dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.
Studi yang menggambarkan temuan mereka, berjudul "Gerakan superluminal jet relativistik dalam merger bintang neutron GW170817", baru-baru ini muncul di jurnal Alam. Studi ini dipimpin oleh Kunal Mooley, seorang Peneliti Jansky di Caltech dan Observatorium Astronomi Radio Nasional (NRAO); Adam Deller, dari OzGrav dan Pusat Universitas Swinburne untuk Astrofisika dan Superkomputer; dan Ore Gottlieb, seorang mahasiswa PhD dari Universitas Tel Aviv.
Mereka bergabung dengan anggota dari NRAO, Institut Teknologi California (Caltech), Observatorium Luar Angkasa Onsala, Universitas Ibrani Yerusalem, Universitas Teknologi Texas, dan Universitas Princeton. Demi penelitian mereka, tim menggabungkan data dari Very Long Baseline Array (VLBA) NSF, Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), dan Teleskop Green Bank Robert G Byrd (GBT).
Dengan menggunakan data ini, mereka dapat menyelesaikan misteri lama tentang merger tersebut, yaitu apakah mereka telah memproduksi jet material streaming dari kutubnya atau tidak. Para ilmuwan menduga bahwa ini adalah kasusnya karena jet seperti itu diperlukan untuk menghasilkan semburan sinar gamma yang diduga disebabkan oleh penggabungan pasangan bintang-bintang neutron.
Setelah mengamati objek 75 hari setelah merger, dan kemudian lagi setelah 230 hari, tim menemukan bahwa wilayah emisi radio dari merger telah bergerak dengan kecepatan luar biasa. Pengamatan ini hanya bisa dijelaskan dengan keberadaan jet yang kuat. Seperti yang dijelaskan Dr. Mooley dalam siaran pers NRAO:
“Kami mengukur gerakan semu yang empat kali lebih cepat dari cahaya. Ilusi itu, yang disebut gerakan superluminal, dihasilkan ketika jet itu menunjuk hampir ke arah Bumi dan materi dalam jet itu bergerak mendekati kecepatan cahaya. ”
"Berdasarkan analisis kami, kemungkinan besar jet ini sangat sempit, selebar 5 derajat, dan hanya berjarak 20 derajat dari arah Bumi," tambah Adam Deller. "Tetapi untuk mencocokkan pengamatan kami, material dalam jet juga harus meledak keluar pada kecepatan cahaya lebih dari 97 persen."
Dari data baru ini, muncul sebuah skenario baru yang menjelaskan apa yang terjadi setelah peristiwa kilonova. Pada dasarnya, merger tersebut menyebabkan ledakan yang mendorong keluarnya puing-puing bulat. Sementara itu, bintang-bintang neutron yang bergabung runtuh untuk membentuk lubang hitam yang mulai menarik material ke arahnya. Hal ini mengakibatkan material jatuh ke cakram yang berputar cepat di sekitar lubang hitam yang menghasilkan sepasang jet yang keluar dari kutubnya.
Seperti Gregg Hallinan dari Caltech tunjukkan, posisi jet sangat beruntung. "Kami beruntung bisa mengamati peristiwa ini, karena jika jet itu telah diarahkan jauh dari Bumi, emisi radio akan terlalu redup bagi kita untuk dideteksi," katanya.
Data dari pengamatan terbaru ini juga menunjukkan bahwa jet itu berinteraksi dengan puing-puing puing, yang membentuk "kepompong" material yang meluas keluar lebih lambat daripada jet. Ini membantu menyelesaikan misteri lain, yaitu apakah sumber radio terdeteksi atau tidak merupakan hasil interaksi dengan kepompong atau berasal dari semburan materi. Seperti yang dijelaskan Ore Gottlieb:
"Interpretasi kami adalah bahwa kepompong mendominasi emisi radio hingga sekitar 60 hari setelah merger, dan di kemudian hari emisi didominasi oleh jet."
Menurut tim peneliti, studi ini mendukung teori bahwa ada hubungan antara merger bintang neutron dan ledakan sinar gamma durasi pendek. Ini juga menunjukkan bahwa jet harus diarahkan relatif dekat ke Bumi agar semburan ini dapat dideteksi oleh observatorium kami. Seperti yang dijelaskan Mooley:
"Studi kami menunjukkan bahwa menggabungkan pengamatan dari VLBA, VLA, dan GBT adalah sarana yang kuat untuk mempelajari jet dan fisika yang terkait dengan peristiwa gelombang gravitasi."
Selain itu, pengamatan jet ini - yang dilakukan di bagian radio spektrum - memberikan wawasan baru dan menarik tentang fenomena astronomi ini. Pada akhirnya, ini hanya kejutan terbaru bahwa GW170817 telah memberikan astronom sejak pertama kali terdeteksi.
