Петтото успешно детектирање на гравитациски бранови ја одбележува новата ера во астрономијата. 17-ти август 2017, денот кога соработката меѓу LIGO и VIRGO опсерваториите за првпат забележа спојување на две неутронски ѕвезди и веднаш ги извести останатите опсерватории ширум светот.
Детектираниот настан, сега веќе именуван како GW170817, се случил во галаксијата NGC 4993, лоцирана на растојание од 130 милиони светлински години од Земјата. Ова е досега најсилниот забележан гравитациски сигнал, со времетраење од над 100 секунди. Настанот е фасцинантен со оглед на тоа што сигналот попатно испуштил и емисија од гама-зраци, кои сега претставувват најсилен доказ дека настаните каде неутронски ѕвезди се спојуваат се одговорни за создавањето на најтешките елементи во Универзумот, како злато и платина.
Уметнички приказ од спојување на две неутронски ѕвезди по создавањето на гравитациските бранови. Заслуги: ESO, L. Calçada, M. Kornmesser
Значајноста на ова откритие мора да биде нагласена и не смее да се потцени. Сведочиме мигови слични како оние кога Галилео за првпат го насочил телескопот кон небото. Ова набљудување доведува сосема нова димензија во астрономијата. Дополнително, десетината трудови објавени во научните списанија исто така поставуваат рекорди, со бројка од над 45.000 автори, или скоро 35 проценти од сите активни астрономи, чија работа се одвивала на повеќе од 70 опсерватории низ светот, како би се помогнало во разјаснувањето на ова откритие.
„Сега, покрај самиот судир, го добиваме и спиралното движење на двете неутронски ѕвезди при нивното спојување“ вели д-р Вики Калогера, најискусната астрофизичарка во Научната соработка LIGO.“ Сигналот кој го забележавме е најсилниот и најдолгиот досега и преку него убаво го согледуваме спиралното движење на ѕвездите пред нивното спојување. Преку овие методи успеваме да ги добиеме и масите на овие тела со прилично голема точност.“
Масите на неутронските ѕвезди биле од една до две Сончеви маси (1,1 и 1,6) и објектот кој тие го создале по нивниот судир има маса од околу 2,7 Сончеви маси. Теоретските предвидувања укажуваат дека колизиите меѓу неутронски ѕвезди би требало да резултираат во црни дупки, но истражувачите во моментов не можат со сигурност да кажат дека крајниот објект е црна дупка.
Детекцијата на самите гравитациски бранови е доволно возбудлив настан при ова откритие, но астрономите преку овие податоци успеале да го пронајдат изворот на овој настан користејќи ги и останатите светлински телескопи, покрај интерферометрите. Всушност, овој сигнал не бил забележан од страна на VIRGO, па оттаму се знаел и слепиот агол за изворот, што помогнало во самата детекција. Ваквата соработка преставува клучен момент во историјата на набљудувачката астрономија.
Масите од познати ѕвездени остатоци, додека не сме сигурни за делот кој е наоѓа во средина. Астрономите сè уште не знаат дали ова спојување на неутронските ѕвезди резултираше во црна дупка. Заслуги: LIGO-VIRGO/Frank Elevsky/Northwestern
„На 17-ти август добивме итна порака дека, со прилично голема сигурност, било забележано спојување на неутронски ѕвезди и веднаш дознавме дека ќе биде можно да се пронајде и оптичкиот еквивалент на овој настан користејќи ги набљудувањата во Чиле,“ вели д-р Марија Драут, претсавник од Опсерваториите Карнеги.
Заедно со колегите и многу други астрономи ширум светот, тие ги анализирале потенцијалните кандидати за извор на овој настан, и тоа во областа на небото каде опсерваториите LIGO и VIRGO посочиле како можна локација од каде би потекнувал сигналот GW170817. Посочената област не била многу голема, но сепак била составена од голем број на галаксии.
„Нашите колеги составија листа од стотина галаксии кои требаше да се анализираат таа ноќ. Испадна така што изворот беше пронајден уште во деветтата галаксија од таа низа,“ вели д-р Драут.
„Насочувањето на сите наши телескопи кон овој објект овзможи набљудување на сите различни добиени бои, а тоа ни кажува многу за физиката која се одвива во тие услови. Она што го забележавме изгледаше како нов објект кој е доста млад и со огромна температура. Тоа значеше дека или тоа претставува изворот, или пак дека е некој сосема друг насилен настан кој се случил неодамна.“
Објектот бил потврден како извор на детектираните бранови, па опсерваториите низ светот, како и вселенските телескопи, добија шанса да осознаат многу за овој настан.
„Ваква прецизна локализација значи дека можеме да дознаеме точно која е галаксијата на изворот и каде локациски во истата тој се случил. Кога го добивме еквивалентот во една бранова должина, можевме да направиме истражување низ целиот спектар, од радио па се до X-зраци,“ кажува Рафаела Маргути од Северозападниот Универзитет (Northwestern University).
Изворот доживеал рапидна промена, споредбено со други набљудувани космички експлозии. Како за пример, објектот се изладил за само неколку денови, додека кај суперновите истиот процес трае неколку недели или пак месеци. Светлинското анализирање, пак, покажува дека спојувањето на овие ѕвезди создава голем број на тешки елементи. Механизмот за нивното создавање, познат како р-process (процес на рапидно неутронско фаќање), бара толку многу енергија, што само катаклизмични настани, како уништувањето на неутронска ѕвезда, би можело да ги создаде истите.
Покрај сево ова, научниците дознале дополнителни податоци за крајната интеракција. Судирот создал многу тесен високо-енергетски млаз, кој не би требало да биде видлив, со оглед на тоа што истиот не бил насочен кон нас, но после 10 дена млазот се раширил и бил забележан како радио и X-зраци. Ваков момент досега немаме забележано и тој на научниците им дава многу дополнителни информации.“ Ова претсавува огромен број на податоци за актот на самото спојување,“ вели д-р Маргути.
Видео: Од петте досега забележани гравитациски бранови, GW170817 е засега најсилниот
Изворот исто така потврди дека спојувањето на неутронските ѕвезди доведува до емисија на млазови од гама-зраци. Опсерваторијата Свифт (Swift) забележала емисии од гама зраци, во истиот временски интервал кога биле детектирани гравитациските сигнали, кои биле 1000 пати посилни од јачината на просечна супернова. Овој тип на експлозија е наречена килонова. Астрономите со децении предвидуваа дека интеракцијата помеѓу неутронските ѕвезди доведува до овој тип на експлозии, па и покрај тоа што конкретно оваа експлозија не е класичен тип на GRB (Gamma-ray burst), сепак кажува многу за настаните од овој калибар.
„Сега за првпат решаваме мистерии и проблеми користејќи гравитациски бранови. Резултатот овој пат е краток млаз од гама-зраци. Истиот е доста блед и далеку најблискиот забележан досега. Дали е типичен? Тоа сè уште не го знаеме, а тоа значи дека има уште многу прашања кои бараат одговор.“ објаснува д-р Калогера.
Опсерваториите LIGO во Луизијана и Вашингтон, како и VIRGO во Италија, во моментов се исклучени и се калибрираат за понатамошни истражувања, пред истите да бидат повторно вклучени на крајот од 2018-та година. До тогаш, настаните како овој може да станат секојдневие за астрофизичките набљудувања. Ерата на гравитациска и електромагнетна астрономија е официјално започната.
Превод: Бојан Андоновски
Извор: IFL Science
