Ved hjelp av simuleringer bestemte et team av astrofysikere at rusk som ble kastet ut av døende stjerner kan være kilden til gravitasjonsbølger - pulsasjoner i rom-tid forutsagt av Einstein for mer enn et århundre siden.
Gravitasjon bølger er spådd av den generelle relativitetsteorien, de er krusninger i rom-tid generert av massive objekter som akselererer. Bølger skapes også av interaksjoner av objekter som binærfiler og fusjoner mellom nøytronstjerner og sorte hull.
Gravitasjonsbølger ble først oppdaget av Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), som er basert i Louisiana og Washington. LIGO oppdager gravitasjonsbølger ved å måle små forskjeller i tidspunktet for laserpulser som treffer speil i underjordiske strukturer; disse forskjellene tyder på at pulsasjonene i rom-tid forsinker laserpulsene litt.
Nå antyder et team av forskere at en ny type bølge kan pulsere gjennom verdensrommet som ennå ikke er oppdaget: gravitasjonsbølger produsert av materie som sendes ut av døende stjerner. Forskningen deres ble presentert i dag på det 242. møtet i American Astronomical Society.
"Til dags dato har LIGO bare oppdaget gravitasjonsbølger fra binære systemer, men en dag vil den oppdage den første ikke-binære kilden til gravitasjonsbølger," sa Ore Gottlieb, en astrofysiker ved Northwestern University og hovedforfatter av studien, i en Northwestern utgivelse. "Kokonger er et av de første stedene vi bør se etter denne typen kilder."
Selv om slike bølger ennå ikke er observert, ble de spådd i simuleringer utført av Gottlieb og hans kolleger. Forskerne modellerte hvordan stjerner dør, skyter ut materiale utover og trekker seg sammen innover, og etterlater svarte hull i hulrommene de etterlater seg.
Forskerne forsøkte å finne ut om akkresjonsskiver med svarte hull - det overopphetede materialet som omgir sorte hull og gjør skyggene deres synlige i radioteleskopbilder - kan være kilden til gravitasjonsbølger.
Men når vi ser på akkresjonsdisker, ble teamets beregninger forstyrret av simulerte data fra kokongen av materie som omgir stråler av akselerert materiale produsert av døende stjerner. Modellen antydet at materiale rundt jetflyene kunne forårsake forstyrrelser i rom-tid som er innenfor frekvensområdet oppdaget av LIGO.
Å oppdage gravitasjonsbølger fra nye kilder vil også være en velsignelse for astrofysikere som ønsker å spore gravitasjonsbølgebakgrunnen, eller støyen fra gravitasjonsbølger som stadig sveiper gjennom universet. Forskere søker etter gravitasjonsbølgebakgrunnen ved hjelp av pulsar-tidsmatriser, som fungerer på samme måte som LIGO, men er avhengige av tidsregistrering av lys som sendes ut av raskt-snurrende pulsarer i stedet for underjordiske laserpulser.
Den hellige gral for gravitasjonsbølgeastronomi ville være et rombasert observatorium som ville fungere på samme måte, men i mye større skala, enn LIGO (som siden har utvidet seg og fusjonert med andre observatorier for å danne LIGO-Virgo-KAGRA samarbeid). I stedet for å bruke LIGOs 2,5 mil lange (4 kilometer) armer for å oppdage gravitasjons-"bølger", kunne astrofysikere bruke de 1,5 millioner mil lange (2,41 millioner kilometer) armene til det foreslåtte LISA-oppdraget.
Men hver gang et slikt observatorium dukker opp – om noen gang – hjelper det absolutt hvis du vet hvor du skal lete.
Les også: