Pomocí simulací tým astrofyziků určil, že trosky vyvržené umírajícími hvězdami by mohly být zdrojem gravitačních vln – vlnění v časoprostoru, které před více než stoletím předpověděl Einstein.
Gravitační vlny předpovídá obecná teorie relativity, jsou to vlny v časoprostoru generované masivními objekty, které se zrychlují. Vlny jsou také vytvářeny interakcemi objektů, jako jsou dvojhvězdy, a slučováním mezi neutronovými hvězdami a černými dírami.
Gravitační vlny poprvé detekovala Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), která sídlí v Louisianě a Washingtonu. LIGO detekuje gravitační vlny měřením nepatrných rozdílů v načasování laserových pulsů dopadajících na zrcadla v podzemních strukturách; tyto rozdíly naznačují, že pulsace v časoprostoru mírně zpožďují laserové pulsy.
Nyní tým výzkumníků naznačuje, že prostorem může pulsovat nový typ vln, které dosud nebyly detekovány: gravitační vlny produkované hmotou emitovanou umírajícími hvězdami. Jejich výzkum byl dnes představen na 242. zasedání Americké astronomické společnosti.
"K dnešnímu dni LIGO detekovalo pouze gravitační vlny z binárních systémů, ale jednoho dne odhalí první nebinární zdroj gravitačních vln," řekl Ore Gottlieb, astrofyzik z Northwestern University a hlavní autor studie v Northwestern. uvolnění. "Kokony jsou jedním z prvních míst, kde bychom měli hledat tyto typy zdrojů."
Ačkoli takové vlny dosud nebyly pozorovány, byly předpovězeny v simulacích provedených Gottliebem a jeho kolegy. Výzkumníci modelovali, jak hvězdy umírají, vymršťují materiál směrem ven a smršťují se dovnitř a zanechávají černé díry v dutinách, které za sebou zanechávají.
Vědci se snažili zjistit, zda akreční disky černých děr – přehřátý materiál, který obklopuje černé díry a činí jejich stíny viditelnými na snímcích radioteleskopů – mohou být zdrojem gravitačních vln.
Ale při pohledu na akreční disky byly výpočty týmu narušeny simulovanými daty z kukly hmoty obklopující výtrysky urychleného materiálu produkovaného umírajícími hvězdami. Model naznačil, že materiál kolem výtrysků by mohl způsobit poruchy v časoprostoru, které jsou ve frekvenčním rozsahu, který LIGO detekuje.
Detekce gravitačních vln z nových zdrojů by byla také přínosem pro astrofyziky, kteří se snaží vysledovat pozadí gravitačních vln nebo hluk gravitačních vln, které se neustále šíří vesmírem. Vědci hledají pozadí gravitačních vln pomocí pulsarových časových polí, která fungují podobným způsobem jako LIGO, ale spoléhají na časovací detekci světla vyzařovaného rychle rotujícími pulsary spíše než na podzemní laserové pulsy.
Svatým grálem astronomie gravitačních vln by byla vesmírná observatoř, která by fungovala stejným způsobem, ale v mnohem větším měřítku, než LIGO (která se od té doby rozšířila a sloučila s jinými observatořemi a vytvořila LIGO-Virgo-KAGRA spolupráce). Místo použití 2,5 mil dlouhých (4 kilometry) ramen LIGO k detekci gravitačních „vln“, mohli astrofyzikové použít ramena navrhované mise LISA o délce 1,5 milionu mil (2,41 milionu kilometrů).
Ale kdykoli se taková observatoř objeví – pokud vůbec někdy –, určitě pomůže, když víte, kde hledat.
Přečtěte si také: