Timp de săptămâni, zvonurile au învârtit că oamenii de știință au detectat valuri gravitaționale - mici ondulări în spațiu și timp - de un nou tip care nu este asociat cu găurile negre. Și acum am primit confirmarea finală că am văzut valuri similare produse de coliziunea violentă a două stele superdense masive aflate la 100 de milioane de ani lumină de pe Pământ.
Descoperirea a fost făcută pe 17 august de o rețea globală de interferometre avansate cu unde gravitaționale formată din doi detectori LIGO din Statele Unite și vărul lor european Fecioara din Italia. Descoperirea este extrem de importantă, nu în ultimul rând pentru că ajută la rezolvarea unora dintre cele mai mari mistere din astrofizică - inclusiv cauza flăcărilor strălucitoare cunoscute sub numele de „explozii de raze gamma” și poate chiar originea unor elemente grele precum aurul.
În continuare - la prima persoană: Martin Hendry, profesor de astronomie gravitațională și cosmologie la Universitatea din Glasgow.
Ca membru al colaborării de cercetare LIGO, am fost încântat de îndată ce am văzut datele brute. Următoarea perioadă a fost cu siguranță cea mai intensă și nedormită, dar și emoționantă, în două luni de carieră.
Anunțul vine la câteva săptămâni după ce trei oameni de știință au primit premiul Nobel pentru fizică pentru munca lor importantă care a dus la descoperirea undelor gravitaționale, anunțată pentru prima dată în februarie 2016. De atunci, detectarea undelor gravitaționale din găurile negre care se ciocnesc s-a apropiat de noi - au fost înregistrate încă patru evenimente similare. Dar, din câte știm, ciocnirea găurilor negre nu deschide decât o fereastră către partea întunecată a universului. Nu am putut capta lumina de la astfel de evenimente cu niciun instrument.
Dar GW170817 - titlul evenimentului din 17 august - a schimbat totul. Deoarece sursa valurilor de data aceasta au fost două „stele neutronice” - resturi incredibil de dense de stele de mărimea unui oraș, fiecare cântărind mai mult decât soarele. Aceste stele se grăbesc unii pe alții cu viteză gigantică, apoi se contopesc într-o ciocnire groaznică, pe care am văzut-o, uimind chiar țesătura spațiului și a timpului.
Video promotional:
Ghicitori rezolvate
Acest concert spațial a fost doar începutul. Astronomii au bănuit de multă vreme că fuziunea a două stele cu neutroni ar putea reprezenta o abateri pentru o scurtă explozie de raze gamma - o explozie puternică de raze gamma care emite mai multă energie într-o fracție de secundă decât face soarele în zece miliarde de ani. Observăm razele gamma de zeci de ani, dar nu știam ce le-a cauzat.
Cu toate acestea, la doar 1,7 secunde după ce valurile gravitaționale de la GW170817 au ajuns pe Pământ, satelitul Fermi al NASA a detectat o scurtă explozie de raze gamma în aceeași regiune a cerului. LIGO și Virgo au găsit o armă de fumat, iar legătura dintre coliziunile stelelor de neutroni și scurtele rafale de raze gamma a fost stabilită în cele din urmă.
O combinație de observații cu undă gravitațională și cu raze gamma a făcut posibilă determinarea poziției exploziei cosmice cu o precizie de până la 30 de grade pătrate a cerului - sau de 100 de ori mai mare decât luna plină. Acest lucru a permis, la rândul său, o întreagă baterie de telescoape astronomice, sensibile la lumină din întregul spectru electromagnetic, să caute acest mic petic de cer în căutarea ulterioară a exploziei. Și au găsit-o - în spatele galaxiei destul de modeste NGC4993, în constelația Hydra.
În următoarele zile și săptămâni, astronomii au urmărit agonia, în timp ce brațele din explozie au strălucit și au ieșit, îmbinându-se frumos într-o imagine care descrie așa-numitul „kilon”. Se naște atunci când materialul bogat în particule subatomice - neutroni - din fuziunea inițială este evacuat cu viteză mare de o explozie de raze gamma. Toate acestea sunt aruncate în spațiul din jur și duc la producerea de elemente radioactive grele.
Elementele instabile se descompun apoi la o stare stabilă cu emisie de radiații. Acest lucru duce la strălucirea kilonovei, pe care am confirmat-o prin întocmirea unei hărți detaliate. Observațiile noastre au susținut și teoria că produsele finale stabile ale acestor lanțuri de reacție includ o abundență de metale prețioase, cum ar fi aurul și platina. În timp ce bănuiam că stelele de neutroni au jucat un rol cheie în crearea acestor elemente în spațiu, acum această ipoteză pare mult mai convingătoare. Într-adevăr, kilonova, care s-a format din resturile din GW170817, ar putea produce aur la fel de mare ca întregul Pământ - 1.000 trilioane de tone.
Observând prima dată „intimitatea” kilonovei și văzând cât de bine se încadrează în tabloul de poveste astronomic care a început odată cu contopirea unei stele neutronice, astronomii au făcut un salt imens spre înțelegerea acestor evenimente cosmice brutale.
Ideea că toți suntem făcuți din stardust este incredibil de populară în conștiința culturală - pretutindeni, de la documentare la versuri de cântece. Însă conceptul plin de minte că aurul din verighetele noastre și ceasurile Rolex este realizat din stardust neutron este și mai interesant. Și mai interesant este potențialul enorm care se deschide în abordări radicale noi ale explorării spațiale.
Lucrând împreună - folosind instrumente care nu numai că funcționează pe întregul spectru de lumină, dar sunt sensibile și la undele gravitaționale și chiar la neutrini - astronomii sunt pregătiți să deschidă o fereastră complet nouă în univers. De exemplu, și-au folosit deja observațiile pentru a face prima măsurare în comun a vitezei de expansiune a universului, folosind atât undele gravitaționale, cât și lumina.
Vor urma noi rezultate în curând. Cu această explozie, o nouă și interesantă eră a astronomiei multiplayer abia începe.
Ilya Khel
