Tjednima su se vrtele glasine da su znanstvenici otkrili gravitacijske valove - sitne pukotine u prostoru i vremenu - novog tipa koji nisu povezani s sudaranjem crnih rupa. I sada smo dobili konačnu potvrdu da smo vidjeli slične valove proizvedene nasilnim sudarom dviju masivnih superzgusnutih zvijezda na 100 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje.
Otkriće je učinio 17. kolovoza globalnom mrežom naprednih gravitacijskih interferometra koji se sastoje od dva LIGO detektora u Sjedinjenim Državama i njihovog europskog rođaka Djevica u Italiji. Otkriće je izuzetno važno, ne samo zbog toga što pomaže u rješavanju nekih od najvećih misterija astrofizike - uključujući uzrok svijetlih rafala poznatih kao "eksplozije gama zraka", a možda čak i porijeklo teških elemenata poput zlata.
Dalje - u prvom licu: Martin Hendry, profesor gravitacijske astronomije i kozmologije na Sveučilištu u Glasgowu.
Kao član istraživačke suradnje LIGO, bio sam oduševljen čim sam vidio neobrađene podatke. Sljedeće je razdoblje definitivno bilo najintenzivnije i najzapaženije, ali i uzbudljivo u dva mjeseca moje karijere.
Najava dolazi nekoliko tjedana nakon što su trojica znanstvenika dobila Nobelovu nagradu za fiziku za svoj važan rad koji je doveo do otkrića gravitacijskih valova, prvi put najavljen u veljači 2016. godine. Od tada nam se otkrivanje gravitacijskih valova iz sudaranja crnih rupa sve više približava - zabilježena su još četiri slična događaja. Ali koliko znamo, sudar crnih rupa samo otvara prozor prema tamnoj strani svemira. Svjetlost takvih događaja nismo mogli uhvatiti niti jednim instrumentom.
Ali GW170817 - naslov događaja 17. kolovoza - promijenio je sve. Jer su izvor valova ovoga puta bile dvije "neutronske zvijezde" - nevjerojatno gusti ostaci zvijezda veličine grada, svaka teška više od sunca. Te se zvijezde vrtoglavo vrte oko sebe, a zatim se spajaju u strašnom sudaru, koji smo vidjeli, zapanjujući samu tkaninu prostora i vremena.
Promotivni video:
Riješene zagonetke
Taj svemirski koncert bio je tek početak. Astronomi su dugo sumnjali da bi spajanje dviju neutronskih zvijezda moglo biti uvertira za kratki rafal gama zraka - snažan prasak gama zraka koji emitira više energije u djeliću sekunde nego što sunce učini u deset milijardi godina. Gama zrake smo promatrali desetljećima, ali nismo znali što ih uzrokuje.
Međutim, samo 1,7 sekundi nakon što su na Zemlju stigli gravitacijski valovi s GW170817, NASA-in satelit Fermi otkrio je kratki prasak gama zraka u istoj regiji neba. LIGO i Djevica pronašli su pušku za pušenje, a veza između sudara neutronskih zvijezda i kratkih rafala gama zraka napokon je uspostavljena.
Kombinacija opažanja gravitacijskog vala i gama zraka omogućila je određivanje položaja kozmičke eksplozije s točnošću do 30 kvadratnih stupnjeva neba - ili sto puta većom od punog mjeseca. To je zauzvrat omogućilo čitavoj bateriji astronomskih teleskopa, osjetljivih na svjetlost iz čitavog elektromagnetskog spektra, da pretražuju ovo malo područje neba za naknadnim sjajem eksplozije. I našli su ga - u stražnjem dijelu prilično skromne galaksije NGC4993, u zviježđu Hydra.
Sljedećih dana i tjedana astronomi su promatrali agoniju, dok su žuljevi od eksplozije blistali i izlazili, lijepo se stapajući u sliku koja opisuje takozvanu "kilon". Nastaje kada se materijal bogat subatomskim česticama - neutroni - iz izvorne fuzije velikom brzinom izbacuje pucanjem gama zraka. Sve to baca se u okolni prostor i dovodi do proizvodnje teških radioaktivnih elemenata.
Nestabilni elementi tada propadaju do stabilnog stanja s emisijom zračenja. To dovodi do sjaja kilonove, što smo i potvrdili izradom detaljne karte. Naša su zapažanja također poduprla teoriju da stabilni krajnji proizvodi tih reakcijskih lanaca uključuju obilje plemenitih metala poput zlata i platine. Iako smo sumnjali da su neutronske zvijezde igrale ključnu ulogu u stvaranju tih elemenata u svemiru, sada se ova hipoteza čini mnogo uvjerljivijom. Doista, kilonova, koja je nastala iz krhotina GW170817, mogla bi proizvesti zlato veliko kao i cijela Zemlja - 1000 bilijuna tona.
Po prvi put promatrajući kilonovu „intimnu“i vidjevši kako se ona dobro uklapa u razvijajuću astronomsku ploču priče koja je započela spajanjem neutronske zvijezde, astronomi su napravili ogroman skok prema razumijevanju ovih brutalnih kozmičkih događaja.
Ideja da smo svi napravljeni od zvjezdanih prašina nevjerojatno je popularna u kulturnoj svijesti - svugdje, od dokumentarnih filmova do tekstova pjesama. Ali još zanimljiviji je koncept da je zlato u našim vjenčanim prstenima i Rolex satovima napravljeno od neutronskih zvjezdanih prašina. Još uzbudljiviji je ogromni potencijal koji se otvara u radikalnim novim pristupima istraživanju svemira.
Radeći zajedno - koristeći instrumente koji ne samo da djeluju na čitav spektar svjetlosti, već su i osjetljivi na gravitacijske valove, pa čak i neutrine - astronomi su spremni otvoriti potpuno novi prozor u svemir. Na primjer, već su upotrijebili svoja promatranja kako bi napravili prvo zajedničko mjerenje brzine širenja u svemiru koristeći gravitacijske valove i svjetlost.
Uskoro će uslijediti novi rezultati. S ovom eksplozijom tek započinje novo i uzbudljivo doba multiplayer astronomije.
Ilya Khel
