Viikkojen ajan huhut pyörittivät, että tutkijat olivat havainneet uuden tyyppiset gravitaatioaallot - pienet aallot avaruudessa ja ajassa - jotka eivät liity mustien reikien törmäykseen. Ja nyt olemme saaneet lopullisen vahvistuksen siitä, että näimme samanlaisia aaltoja, joita aiheutti kahden massiivisen superdense-tähden väkivaltainen törmäys 100 miljoonan valovuoden päässä Maasta.
Löytö tehtiin 17. elokuuta edistyneiden gravitaatioaaltointerferometrien maailmanlaajuisen verkoston avulla, joka koostui kahdesta LIGO-ilmaisimesta Yhdysvalloissa ja heidän eurooppalaisesta serkkustaan Neitsosta Italiassa. Löytö on erittäin tärkeä etenkin siksi, että se auttaa ratkaisemaan astrofysiikan suurimpia mysteerejä - mukaan lukien gammasäteen purskeiksi kutsuttujen kirkkaiden soihdosten syyn ja ehkä jopa raskaiden elementtien, kuten kullan, alkuperän.
Seuraava - ensimmäisessä henkilössä: Martin Hendry, gravitaation tähtitieteen ja kosmologian professori Glasgow'n yliopistossa.
LIGO-tutkimusyhteistyön jäsenenä olin ilahtunut heti, kun näin raakadatan. Seuraava ajanjakso oli ehdottomasti intensiivisin ja unettomin, mutta myös jännittävä urani kahden kuukauden aikana.
Ilmoitus tulee muutaman viikon kuluttua siitä, kun kolme tutkijaa sai Nobelin fysiikan palkinnon tärkeästä työstään, joka johti gravitaatioaaltojen löytämiseen, ilmoitettiin ensimmäisen kerran helmikuussa 2016. Siitä lähtien gravitaatioaaltojen havaitseminen törmäävistä mustista reikistä on tullut lähemmäksi meitä - vielä neljä samanlaista tapahtumaa on tallennettu. Mutta sikäli kuin tiedämme, mustien reikien törmäys avaa ikkunan vain maailmankaikkeuden pimeälle puolelle. Emme voineet kaappaa sellaisten tapahtumien valoa millään soittimella.
Mutta GW170817 - elokuun 17. päivän tapahtuman otsikko - muutti kaiken. Koska aaltojen lähde oli tällä kertaa kaksi "neutronitähteä" - uskomattoman tiheät tähdet kaupungin kokoisista tähteistä, jotka kukin painoivat enemmän kuin aurinko. Nämä tähdet ryntävät toistensa ympärille jättimällä nopeudella ja sulautuvat sitten kauhistuttavaan törmäykseen, jonka näimme, upeaa tilan ja ajan kudosta.
Mainosvideo:
Ratkaistu arvoituksia
Tuo avaruuskonsertti oli vasta alku. Astronomit ovat jo pitkään epäilleet, että kahden neutronitähden yhdistyminen voisi olla alkusysymys lyhyelle gammasäteilylle - voimakas gammasäteiden purske, joka säteilee enemmän energiaa sekunnin murto-osassa kuin aurinko tekee kymmenessä miljardissa vuodessa. Olemme tarkkailleet gammasäteitä vuosikymmenien ajan, mutta emme tienneet, mikä heitä aiheutti.
Kuitenkin vain 1,7 sekuntia sen jälkeen, kun GW170817: n painovoima-aallot saapuivat maan päälle, NASAn Fermi-satelliitti havaitsi lyhyen gammasäteiden purskeen samalla taivaan alueella. LIGO ja Neitsyt löysivät tupakointipistoolin, ja yhteys neutronitähtien törmäysten ja lyhyiden gammasäteilyjen välille todettiin lopulta.
Painovoima-aalto- ja gammasäteilyhavaintojen yhdistelmä antoi mahdolliseksi määrittää kosmisen räjähdyksen sijainti tarkkuudella, joka on jopa 30 taivaan neliöastetta - tai 100 kertaa suurempi kuin täysikuu. Tämä puolestaan antoi koko akustisen tähtitieteellisen kaukoputken, joka on herkkä valolle koko sähkömagneettisesta spektristä, tutkia tätä taivaan pientä aluetta räjähdyksen jälkeen. Ja he löysivät sen - melko vaatimattoman galaksin NGC4993 takana, Hydran tähdistössä.
Seuraavina päivinä ja viikkoina tähtitieteilijät tarkkailivat tuskaa, räjähdyksen aiheuttamat hiukkaset vilkkuivat ja menivät ulos, sulautuen kauniisti kuvaan, joka kuvaa ns. Se syntyy, kun alkuperäisestä fuusiosta peräisin oleva, subatomisista hiukkasista runsaasti ainetta - neutroneja - poistuu suurella nopeudella gammasätepurskeella. Kaikki tämä heitetään ympäröivään avaruuteen ja johtaa raskaiden radioaktiivisten elementtien tuotantoon.
Epästabiilit elementit sitten rappeutuvat vakaan tilan säteilypäästöillä. Tämä johtaa kilonovan hehkuun, mikä vahvistettiin laatimalla yksityiskohtainen kartta. Havainnomme tukivat myös teoriaa, jonka mukaan näiden reaktioketjujen vakaisiin lopputuotteisiin sisältyy runsaasti jalometalleja, kuten kultaa ja platinaa. Vaikka epäilimme neutronitähteiden olevan avainasemassa näiden elementtien luomisessa avaruuteen, tämä hypoteesi näyttää nyt paljon vakuuttavammalta. Itse asiassa GW170817-jätteistä muodostuva kilonova voisi tuottaa yhtä suurta kultaa kuin koko maa - 1000 biljoonaa tonnia.
Tarkkailemalla kilonovan”intiimiä” ensimmäistä kertaa ja nähdessään, kuinka hyvin se sopii kehittyvään tähtitieteelliseen kuvatauluun, joka alkoi neutronitähteen yhdistymisellä, tähtitieteilijät ovat tehneet valtavan harppauksen näiden raa'an kosmisen tapahtumien ymmärtämiseen.
Ajatus siitä, että kaikki olemme valmistettu stardustista, on uskomattoman suosittu kulttuuritietoisuudessa - kaikkialla, dokumenteista kappalelauluihin. Mutta mielenkiintoinen käsite, jonka mukaan vihkisormussamme ja Rolex-kelloissamme oleva kulta on valmistettu neutronista stardustista, on vielä mielenkiintoisempi. Vieläkin mielenkiintoisempi on valtava potentiaali, joka avautuu radikaalissa uusissa lähestymistavoissa avaruustutkimukseen.
Yhdessä työskentelemällä - käyttämällä instrumentteja, jotka eivät toimi vain koko valonspektrissä, mutta ovat myös herkkiä painovoima-aalloille ja jopa neutriinoille -, tähtitieteilijät ovat valmiita avaamaan täysin uuden ikkunan maailmankaikkeuteen. Esimerkiksi, he ovat jo käyttäneet havaintonsa ensimmäisen maailmankaikkeuden laajentumisnopeuden ensimmäisen yhteisen mittauksen tekemiseen sekä gravitaatioaaltojen että valon avulla.
Uudet tulokset tulevat pian. Tämän räjähdyksen myötä uusi ja jännittävä moninpelitähtitieteen aikakausi on vasta alkamassa.
Ilja Khel
