ESO/L. Calçada/M. kornmesser Vôbec prvýkrát sa vedcom z celého sveta podarilo odfotografovať zrážku dvoch neutrónových hviezd vzdialených 130 miliónov svetelných rokov. Udalosť má názov GW170817.
A to všetko vďaka gravitačná vlna astronómia, ktorá udalosť identifikovala a upozornila observatóriá na to, kde hľadať. Pridajte teda k tomuto zoznamu prvenstiev prvé súčasné pozorovania tej istej udalosti optickými a gravitačnými vlnami.
Môžeme mať párty? Urobme si párty.
Ale vážne, toto je úžasné. Nikdy predtým sa nám nepodarilo presne určiť, kde gravitačné vlny pochádzajú alebo sledujú udalosť, ktorá ich spôsobila. A je to len piata gravitačná detekcia vôbec.
Predchádzajúce štyri detekcie boli z kolízií (alebo fúzií) medzi binárnymi čierne diery , ktoré sa spájajú a tvoria jeden veľký čierna diera . Boli dva hlavné dôvody, prečo sme ich nemohli vidieť.
Prvým bolo, že do začiatku tohto roka sme mali len dva detektory – interferometre LIGO v Livingstone, Louisiana a Hanford, Washington. To znamenalo, že prvé tri udalosti bolo možné označiť len na veľmi širokú oblasť oblohy.
Pridanie tretieho detektora, interferometra Panny v Taliansku, zlepšilo presnosť polohy asi 10-násobne, v oznámení oštvrtá udalosť gravitačnej vlny len pred niekoľkými týždňami.
Druhým bolo, že čierne diery sú svojou podstatou neviditeľné. Pohlcujú všetko svetlo – ich existenciu môžeme usudzovať len na základe zmien v priestore okolo nich. Neutrónové hviezdy sú na druhej strane veľmi viditeľné, takže zrážka medzi nimi bola dlho očakávanou udalosťou.
Na uskutočnenie tohto nového súboru pozorovaní sa okolo 70 pozemných a vesmírnych observatórií pripojilo k LIGO a Panne pri skúmaní malej oblasti oblohy v súhvezdí Hydra, hneď vedľa šošovkovej galaxie NGC 4993.
Prvý detektor sa spustil 17. augusta o 8:41 EDT.
Potom, asi o 1,7 sekundy neskôr, dve vesmírne observatóriá, Fermiho gama-lúčový vesmírny teleskop agentúry NASA a medzinárodné laboratórium ESA pre astrofyziku gama žiarenia, zachytili intenzívny gama záblesk – najjasnejšie a najenergetickejšie udalosti vo vesmíre – z rovnakej oblasti oblohy.
Aj 'cvrlikanie' bolo iné. Sú to vlny prevedené na audio dáta a pri zrážkach čiernych dier aj oni trvať len zlomky sekundy . V GW170817, cvrlikanie trvalo asi 100 sekúnd .
Nebola to náhoda a astronómovia z celého sveta sa šialene vrhli na to, aby namierili svoje teleskopy na Hydru.
'Okamžite sa nám zdalo, že zdrojom budú pravdepodobne neutrónové hviezdy, ďalší vyhľadávaný zdroj, v ktorý sme dúfali - a sľubujúci svetu, ktorý uvidíme,' povedal hovorca LIGO David Shoemaker.
Neutrónové hviezdy sú jednou z vecí, ktoré sa môžu stať na konci životného cyklu supermasívnej hviezdy.
Jadro sa zrúti, stlačí protóny a elektróny na neutróny a neutrína . Neutrína unikajú, ale neutróny sú neuveriteľne husto zabalené do jadra s priemerom iba 10 až 20 kilometrov (6 až 12 míľ).
Ak je toto jadro menšie ako približne tri hviezdne hmoty, tlak tejto hustoty podporuje neutrónová hviezda . Ak je jadro väčšie, zrúti sa do čiernej diery.
Dve neutrónové hviezdy zahrnuté v GW170817 mali približne 1,1 až 1,6 hviezdnej hmotnosti a obiehali okolo seba v zmenšujúcej sa špirále zo vzdialenosti asi 300 kilometrov, deformovali časopriestor okolo seba, keď naberali rýchlosť, a vysielali vlnky po celom vesmíre.
Na vzdialenosť, z ktorej ich pozorujeme, bola posledná kolízia mimoriadne jasná a vyžarovala intenzívnu „ohnivú guľu“ gama lúčov. Môžete si to pozrieť vo videu nižšie. Sleduj. Veľkým jasným bodom v strede je galaxia NGC 4993. Hneď hore a vľavo môžete vidieť GW170817.
Nie je to úplne neuveriteľné? Ide o zrážku dvoch neutrónových hviezd nie oveľa väčších ako Slnko, vzdialených 130 miliónov svetelných rokov, a vy to vidíte na vlastné oči.
Ale je to ešte lepšie. Pamätáte si, že sme spomínali gama záblesk?
'Pre desaťročia máme podozrenie, že krátke záblesky gama žiarenia boli poháňané zlúčením neutrónových hviezd,“ povedala vedecká pracovníčka projektu Fermi Julie McEneryová z Goddard Space Flight Center NASA.
„Teraz, s neuveriteľnými údajmi z LIGO a Panny pre túto udalosť, máme odpoveď. Gravitačné vlny nám hovoria, že zlúčené objekty mali hmotnosti zodpovedajúce neutrónovým hviezdam a záblesk gama lúčov nám hovorí, že je nepravdepodobné, že by tieto objekty boli čierne diery, pretože sa neočakáva, že kolízia čiernych dier vyžaruje svetlo.'
A opäť dali Einsteinovi za pravdu.
„Ukázalo sa, že rýchlosť gravitačných vĺn je rovnaká ako rýchlosť svetla len v niekoľkých častiach z 10 000 biliónov – čím sa potvrdila centrálna Einsteinova predpoveď z roku 1915,“ povedal Andrew Melatos z University of Melbourne.
V nasledujúcich týždňoch a mesiacoch budú observatóriá pokračovať v pozorovaní zrážky, aby sa o kilonove dozvedeli viac. To je, keď materiál, ktorý zostal po zrážke, stále jasne žiariaci, pokračuje vo vyfukovaní do vesmíru.
Observatóriá a inštitúcie po celom svete budú o tomto podujatí zverejňovať aj články. Existuje len toľko aspektov, ktoré treba preskúmať.
„Od informovania podrobných modelov vnútorného fungovania neutrónových hviezd a emisií, ktoré produkujú, až po základnejšiu fyziku, ako napr. všeobecná relativita , táto udalosť je taká bohatá,“ povedal Shoemaker.
'Je to dar, ktorý bude dávať ďalej.'
Viac sa dozviete vo videu Veritasium nižšie:
Výsledky LIGO-Virgo boli publikované v časopise Fyzické prehľadové listy .