¿Por qué el estallido de rayos gamma de GW170817 se retrasó dos segundos con respecto a la onda gravitatoria?

Esto se aborda en la sección 4.1 "Velocidad de la gravedad" de uno de los documentos complementarios GW170817: Gravitational Waves and Gamma-Rays from a Binary Neutron Star Merger: GW170817 and GRB 170817A . La relatividad general predice que las GW viajan a la velocidad de la luz. La diferencia en el tiempo de llegada podría provenir de una diferencia en la velocidad o una diferencia en el tiempo de emisión, es decir, los rayos gamma se emiten después de la fusión .

Bajo los supuestos conservadores descritos en el documento, la diferencia fraccionaria en la velocidad de la luz y la velocidad de la gravedad está limitada como:

Creo que este es el límite más fuerte en la velocidad de la gravedad hasta la fecha.

También discuten la dispersión a través del medio intergaláctico. La velocidad de la luz en un medio depende de la frecuencia de la luz, con bajas frecuencias viajando más lento que las altas frecuencias. Los rayos gamma tienen frecuencias muy altas y no deben reducirse mucho

La dispersión del medio intergaláctico tiene un impacto insignificante en la velocidad del fotón de rayos gamma, con un retraso de propagación esperado muchos órdenes de magnitud menor que nuestros errores en${v}_{\mathrm{GW}}$.

Para responder a su pregunta 3, el retraso se mide como el tiempo desde la fusión de las dos estrellas de neutrones hasta el comienzo del estallido de rayos gamma. Las ondas gravitatorias también se emiten durante la fase inspiral de la evolución binaria. Son detectables durante unos 100 s antes de la fusión.

Durante la fusión, el material central del evento será muy denso . Incluso los rayos gamma no podrán propagarse a través de él. Para responder a la pregunta 2, los rayos gamma que se observaron probablemente se generaron un poco después de la fusión, fuera del cuerpo único recién formado.

El retraso es real. Es el retraso entre el evento de fusión = el final de la señal GW y el evento GRB = un pico en los fotones gamma. Mira este vídeo .

Como se menciona en este artículo , se espera tal retraso. El GW rastrea el momento exacto de la fusión, pero el jet GRB puede tardar algún tiempo en formarse y propagarse. La mecánica exacta aún es incierta, y espero que veamos a muchos teóricos tratando de explicar exactamente el retraso observado de 1,7 s.

Las ondas gravitacionales se producen en amplitudes cada vez mayores a medida que las NS se acercan, hasta que son interrumpidas por la gravedad de las mareas, lo que determina el momento en que finaliza el "chirrido". La radiación electromagnética es producida por numerosos mecanismos diferentes. La emisión de rayos gamma, que se observó primero como emisión SGRB, es producida por un chorro colimado lanzado desde el remanente de fusión (ya sea un NS más masivo o un BH recién formado).

Lo que produce el chorro no se comprende del todo, pero es impulsado por la acumulación de material en el objeto central (el "motor"). El retraso entre la GW y los rayos gamma se debe al tiempo que tarda la NS en triturarse y luego el material se acumula en el motor. Esto está determinado por el tiempo 'viscoso' del material, ya que la viscosidad en un disco de acreción es lo que finalmente alimenta el material al objeto central. Esta escala de tiempo termina siendo del orden de un segundo.

Tanto las ondas gravitatorias como los neutrinos viajan sin impedimentos por la materia extremadamente densa en la superficie de una estrella que colapsa. La radiación electromagnética, incluidos los rayos gamma, son dispersados ​​por él.

El campo magnético de las estrellas producía ondas gravitacionales antes de la colisión real, pero cuando las estrellas estaban lo suficientemente cerca. El estallido de rayos gamma ocurrió cuando hubo una colisión física real, después de un retraso de 1,7 segundos.