Gravitationsvågor Av "neutronstjärnor": Varför är Detta årets Viktigaste Upptäckt? - Alternativ Vy

Innehållsförteckning:

Gravitationsvågor Av "neutronstjärnor": Varför är Detta årets Viktigaste Upptäckt? - Alternativ Vy
Gravitationsvågor Av "neutronstjärnor": Varför är Detta årets Viktigaste Upptäckt? - Alternativ Vy

Video: Gravitationsvågor Av "neutronstjärnor": Varför är Detta årets Viktigaste Upptäckt? - Alternativ Vy

Video: Gravitationsvågor Av
Video: Selfmade Soup & Science – en strålande nobel lunch 2024, Maj
Anonim

I veckor virvlade rykten om att forskare hade upptäckt gravitationella vågor - små krusningar i rum och tid - av en ny typ som inte är förknippad med kolliderande svarta hål. Och nu har vi fått den slutliga bekräftelsen att vi såg liknande vågor som producerades av den våldsamma kollisionen av två massiva superdensstjärnor 100 miljoner ljusår från Jorden.

Upptäckten gjordes den 17 augusti av ett globalt nätverk av avancerade gravitationsvåginterferometrar bestående av två LIGO-detektorer i USA och deras europeiska kusin Virgo i Italien. Upptäckten är oerhört viktig, inte minst för att den hjälper till att lösa några av de största mysterierna i astrofysik - inklusive orsaken till de ljusa blossarna kända som "gammastrålbrott" och kanske till och med ursprunget till tunga element som guld.

Nästa - i första personen: Martin Hendry, professor i gravitationsastronomi och kosmologi vid University of Glasgow.

Som medlem i LIGOs forskningssamarbete var jag glad när jag såg rådata. Nästa period var definitivt den mest intensiva och sömnlösa, men också spännande, på två månader av min karriär.

Image
Image

Tillkännagivandet kommer några veckor efter att tre forskare tilldelades Nobelpriset i fysik för deras viktiga arbete som ledde till upptäckten av gravitationsvågor, som tillkännagavs först i februari 2016. Sedan dess har detektering av gravitationsvågor från kolliderande svarta hål närmare oss - ytterligare fyra liknande händelser har registrerats. Men såvitt vi vet öppnar kollisionen av svarta hål bara ett fönster mot universums mörka sida. Vi kunde inte fånga ljuset från sådana händelser med några instrument.

Men GW170817 - titeln på 17 augusti-evenemanget - ändrade allt. Eftersom källorna till vågorna den här gången var två "neutronstjärnor" - otroligt täta rester av stjärnor på storleken av en stad, som alla väger mer än solen. Dessa stjärnor rusar runt varandra i en enorm hastighet och smälter sedan samman i en fruktansvärd kollision, som vi såg och förbluffar väldigt mycket tid och tid.

Kampanjvideo:

Löst gåtor

Den rymdkonserten var bara början. Astronomer har länge misstänkt att sammanslagningen av två neutronstjärnor kan vara en övertur för en kort gammastrålningsbrist - en kraftfull skur av gammastrålar som avger mer energi i en bråkdel av en sekund än solen gör på tio miljarder år. Vi har observerat gammastrålar i årtionden, men vi visste inte vad som orsakade dem.

Men bara 1,7 sekunder efter att gravitationsvågorna från GW170817 anlände till jorden upptäckte NASA: s Fermi-satellit en kort skur av gammastrålar i samma himmelregion. LIGO och Jungfrun hittade en rökningpistol och kopplingen mellan neutronstjärnkollisioner och korta skurar av gammastrålar fastställdes slutligen.

Image
Image

En kombination av gravitationsvåg- och gammastråleobservationer gjorde det möjligt att bestämma positionen för den kosmiska explosionen med en noggrannhet på upp till 30 kvadratgrader av himlen - eller 100 gånger större än fullmånen. Detta i sin tur tillät ett helt batteri av astronomiska teleskop, känsliga för ljus från hela det elektromagnetiska spektrumet, att söka i detta lilla himmelområde efter explosionens efterglöd. Och de hittade den - på baksidan av den ganska blygsamma galaxen NGC4993, i konstellationen Hydra.

Under de följande dagarna och veckorna såg astronomer på ångesten, medan glödorna från explosionen blinkade och gick ut, vackert sammanfogade till en bild som beskrev den så kallade "kilon". Den är född när material som är rikt på subatomära partiklar - neutroner - från den ursprungliga fusionen matas ut med hög hastighet av en gammastrålning. Allt detta kastas in i det omgivande rymden och leder till produktion av tunga radioaktiva element.

De instabila elementen förfaller sedan till ett stabilt tillstånd med strålningsemission. Detta leder till kilonovans glöd, vilket vi bekräftade genom att utarbeta en detaljerad karta. Våra observationer stödde också teorin om att de stabila slutprodukterna i dessa reaktionskedjor inkluderar ett överflöd av ädelmetaller som guld och platina. Medan vi misstänkte att neutronstjärnor spelade en nyckelroll för att skapa dessa element i rymden, verkar denna hypotes nu mycket mer övertygande. Faktum är att kilonova, som bildades av skräp från GW170817, kunde producera guld lika stort som hela jorden - 1000 biljoner ton.

Genom att observera kilonovaen "intim" för första gången, och se hur väl den passar in i den utbredda astronomiska storyboard som började med en sammanslagning av en neutronstjärna, har astronomer gjort ett stort språng mot att förstå dessa brutala kosmiska händelser.

Tanken på att vi alla är gjorda av stardust är oerhört populär i det kulturella medvetandet - överallt, från dokumentärer till sångtexter. Men det överväldigande konceptet att guldet i våra vigselringar och Rolex-klockor är tillverkat av neutronstardust är ännu mer intressant. Ännu mer spännande är den enorma potentialen som öppnas i radikala nya tillvägagångssätt för rymdutforskning.

Att arbeta tillsammans - med hjälp av instrument som inte bara fungerar över hela ljusspektrumet utan också är känsliga för gravitationsvågor och till och med neutrinoer - är astronomer redo att öppna ett helt nytt fönster i universum. Till exempel har de redan använt sina observationer för att göra den första gemensamma mätningen av universums expansionshastighet med både gravitationsvågor och ljus.

Nya resultat kommer att följa inom kort. Med denna explosion börjar en ny och spännande era av multiplayer-astronomi.

Ilya Khel

Rekommenderas: