Po celé týdny se zvěsti říkaly, že vědci odhalili gravitační vlny - malé vlnky v prostoru a čase - nového typu, které nejsou spojeny s kolizí černých děr. A nyní jsme dostali konečné potvrzení, že jsme viděli podobné vlny způsobené násilnou srážkou dvou masivních superhvězdných hvězd 100 milionů světelných let od Země.
Tento objev byl proveden 17. srpna globální sítí pokročilých gravitačních vlnových interferometrů sestávajících ze dvou detektorů LIGO ve Spojených státech a jejich evropského bratrance Virgo v Itálii. Objev je nesmírně důležitý, v neposlední řadě proto, že pomáhá vyřešit některé z největších záhad v astrofyzice - včetně příčiny jasných světlic známých jako „výbuchy gama paprsků“a možná dokonce i původu těžkých prvků, jako je zlato.
Další - v první osobě: Martin Hendry, profesor gravitační astronomie a kosmologie na University of Glasgow.
Jako člen výzkumné spolupráce LIGO jsem byl potěšen, jakmile jsem viděl nezpracovaná data. Další období bylo rozhodně nejintenzivnější a nejspolehlivější, ale také vzrušující, za dva měsíce mé kariéry.
Toto oznámení přichází několik týdnů poté, co tři vědci obdrželi Nobelovu cenu za fyziku za důležitou práci, která vedla k objevu gravitačních vln, která byla poprvé ohlášena v únoru 2016. Od té doby se odhalování gravitačních vln způsobených srážkami černých děr blíží k nám - byly zaznamenány další čtyři podobné události. Ale pokud víme, kolize černých děr otevírá okno pouze na temnou stranu vesmíru. S takovými událostmi jsme nemohli zachytit žádné nástroje.
Ale GW170817 - název 17. srpna - všechno změnilo. Protože zdrojem vln byly tentokrát dvě „neutronové hvězdy“- neuvěřitelně husté zbytky hvězd velikosti města, z nichž každá vážila více než slunce. Tyto hvězdy spěchaly kolem sebe obrovskou rychlostí a pak se spojily v hroznou kolizi, kterou jsme viděli, ohromující samotnou strukturu prostoru a času.
Propagační video:
Vyřešené hádanky
Ten vesmírný koncert byl jen začátek. Astronomové dlouho předpokládali, že sloučení dvou neutronových hvězd by mohlo být předehrou pro krátký výbuch paprsků gama - silný výbuch paprsků gama, který emituje více energie za zlomek vteřiny než Slunce za deset miliard let. Sledujeme paprsky gama po celá desetiletí, ale nevěděli jsme, co je způsobilo.
Avšak pouhých 1,7 sekundy po gravitačních vlnách z GW170817 na Zemi, satelit Fermi NASA detekoval krátký výbuch paprsků gama ve stejné oblasti oblohy. LIGO a Panna našli kuřáckou zbraň a konečně se vytvořilo spojení mezi srážkami neutronových hvězd a krátkými výboji gama paprsků.
Kombinace gravitačních vln a gama paprskových pozorování umožnila určit polohu kosmického výbuchu s přesností 30 čtverečních stupňů oblohy - nebo 100krát více než úplněk. To zase umožnilo celé baterii astronomických dalekohledů, citlivých na světlo z celého elektromagnetického spektra, prohledat tuto malou oblast oblohy, aby prozkoumala dosvit exploze. A našli to - v pozadí poněkud skromné galaxie NGC4993, v souhvězdí Hydra.
V následujících dnech a týdnech astronomové sledovali agónii, zatímco uhlíky z exploze blikaly a vyšly ven, krásně se sloučily do obrázku popisujícího takzvaný „kilon“. Vzniká, když je materiál bohatý na subatomické částice - neutrony - z původní fúze vytlačen vysokou rychlostí paprskem gama paprsku. To vše je hozeno do okolního prostoru a vede k produkci těžkých radioaktivních prvků.
Nestabilní prvky se pak rozkládají do stabilního stavu s radiační emisí. To vede k záři kilonova, což jsme potvrdili vypracováním podrobné mapy. Naše pozorování rovněž podpořilo teorii, že stabilní konečné produkty těchto reakčních řetězců zahrnují velké množství drahých kovů, jako je zlato a platina. Přestože jsme předpokládali, že neutronové hvězdy hrají klíčovou roli při vytváření těchto prvků ve vesmíru, tato hypotéza se nyní jeví mnohem přesvědčivější. Ve skutečnosti by kilonova, která se tvořila z trosek GW170817, mohla produkovat zlato tak velké jako celá Země - 1000 bilionů tun.
Tím, že poprvé pozorovali „intimní“kilonovu a viděli, jak dobře zapadá do rozvíjejícího se astronomického scénáře, který začal sloučením neutronové hvězdy, astronomové udělali obrovský krok k pochopení těchto brutálních kosmických událostí.
Myšlenka, že jsme všichni stardust, je neuvěřitelně populární v kulturním vědomí - všude, od dokumentárních filmů až po texty písní. Ještě zajímavější je však ohromující koncept, že zlato v našich snubních prstenech a hodinky Rolex je vyrobeno z neutronové stardust. Ještě více vzrušující je obrovský potenciál, který se otevírá v radikálně nových přístupech k průzkumu vesmíru.
Spolupráce - s využitím nástrojů, které pracují nejen v celém spektru světla, ale jsou citlivé na gravitační vlny a dokonce i neutrina - jsou astronomové připraveni otevřít zcela nové okno vesmíru. Například již použili svá pozorování k provedení prvního společného měření rychlosti expanze vesmíru pomocí gravitačních vln i světla.
Nové výsledky budou brzy následovat. S touto explozí začíná nová a vzrušující éra multiplayerové astronomie.
Ilya Khel