Skupina astrofizikov je s pomočjo simulacij ugotovila, da so ostanki, ki jih izvržejo umirajoče zvezde, lahko vir gravitacijskih valov – valovanja v prostoru-času, ki ga je pred več kot stoletjem napovedal Einstein.
Gravitacijski valove napoveduje splošna teorija relativnosti, so valovi v prostoru-času, ki jih ustvarjajo masivni objekti, ki se pospešujejo. Valovi nastajajo tudi zaradi medsebojnega delovanja objektov, kot so binarni sistemi, in z združitvijo nevtronskih zvezd in črnih lukenj.
Gravitacijske valove je prvi zaznal Laser Interferometric Gravitational-Wave Observatory (LIGO), ki ima sedež v Louisiani in Washingtonu. LIGO zaznava gravitacijske valove z merjenjem majhnih razlik v času laserskih impulzov, ki zadenejo ogledala v podzemnih strukturah; te razlike kažejo, da pulzacije v prostoru-času nekoliko zakasnijo laserske impulze.
Skupina raziskovalcev zdaj nakazuje, da lahko skozi vesolje utripa nova vrsta valov, ki jih je treba še zaznati: gravitacijski valovi, ki jih proizvaja snov, ki jo oddajajo umirajoče zvezde. Njihovo raziskavo so danes predstavili na 242. srečanju Ameriškega astronomskega društva.
"Do danes je LIGO zaznal le gravitacijske valove iz binarnih sistemov, vendar bo nekega dne zaznal prvi nebinarni vir gravitacijskih valov," je dejal Ore Gottlieb, astrofizik na univerzi Northwestern in glavni avtor študije, v Northwestern sprostitev. "Kokoni so eno od prvih mest, kjer bi morali iskati tovrstne vire."
Čeprav takšni valovi še niso bili opaženi, so bili predvideni v simulacijah, ki so jih izvedli Gottlieb in njegovi sodelavci. Raziskovalci so modelirali, kako zvezde umirajo, pri čemer izstreljujejo material navzven in se krčijo navznoter, v prazninah, ki jih pustijo za seboj, pa puščajo črne luknje.
Raziskovalci so želeli ugotoviti, ali so akrecijski diski črnih lukenj – pregret material, ki obdaja črne luknje in naredi njihove sence vidne na slikah radijskega teleskopa – lahko vir gravitacijskih valov.
Toda če pogledamo proti akrecijskim diskom, so izračune ekipe zmotili simulirani podatki iz kokona snovi, ki obdaja curke pospešenega materiala, ki ga proizvajajo umirajoče zvezde. Model je predlagal, da bi material okoli curkov lahko povzročil motnje v prostoru-času, ki so znotraj frekvenčnega območja, ki ga zazna LIGO.
Zaznavanje gravitacijskih valov iz novih virov bi bilo dobro tudi za astrofizike, ki bi želeli izslediti ozadje gravitacijskih valov ali hrup gravitacijskih valov, ki nenehno širijo vesolje. Znanstveniki iščejo ozadje gravitacijskih valov z uporabo časovnih nizov pulsarjev, ki delujejo podobno kot LIGO, vendar se zanašajo na časovno zaznavanje svetlobe, ki jo oddajajo hitro vrteči se pulsarji, namesto na podzemne laserske impulze.
Sveti gral astronomije gravitacijskih valov bi bil vesoljski observatorij, ki bi deloval na enak način, vendar v veliko večjem obsegu, kot LIGO (ki se je od takrat razširil in združil z drugimi observatoriji v LIGO-Virgo-KAGRA sodelovanje). Namesto uporabe LIGO-jevih 2,5 milj dolgih (4-kilometrskih) rok za zaznavanje gravitacijskih "valov", bi lahko astrofiziki uporabili 1,5 milijona milj (2,41 milijona kilometrov) roke predlagane misije LISA.
Toda kadar koli se pojavi takšen observatorij – če sploh kdaj –, vam zagotovo pomaga, če veste, kje iskati.
Preberite tudi: