Noi dezvăluiri despre astronomia undelor gravitaționale

LIGO Livingston, Louisiana, într-o fotografie aeriană în care se pot observa un brațele lungi de 4 km. Foto: Laboratorul Caltech / MIT / LIGO Lab.

După ce în urmă cu doar două săptămâni Premiul Nobel pentru Fizică a fost acordat astrofizicienilor Rainer Weiss, Barry C. Barish și lui Kip S. Thorne pentru contribuțiile decisive la dezvoltarea detectorului LIGO și pentru observarea undelor gravitaționale, azi oamenii de știință care reprezintă detectoarele de unde gravitaționale LIGO, Virgo și alte 70 de observatoare din toată lumea au dezvăluit că au detectat unde gravitaționale și lumină provenite din coliziunea a două stele neutronice.

În urmă cu 130 de milioane de ani, aflate la o distanță de 300 km, stelele neutronice s-au apropiat în spirală una de cealaltă, până când s-au ciocnit foarte violent și au emis unde gravitaționale care au putut fi detectate pe Pământ timp de 100 de secunde abia pe 17 august 2017. Când s-au ciocnit, au emis o rază de lumină sub formă de raze gamma care a putut fi observată de pe Pământ timp de două secunde, după undele gravitaționale. Explozia rezultată în urma coliziunii este denumită de fizicieni kilonova și a fost pentru prima oară când un astfel de fenomen a fost observat. În perioada imediat următoare coliziunii, au mai putut fi detectate alte forme de lumină sau radiații electromagnetice, inclusiv raze X, ultraviolete, unde radio sau infraroșii.

„Am văzut pentru prima oară unde gravitaționale și lumină rezultate din coliziunea a două stele extrem de dense”, spune David Reitze, director executiv LIGO.

Despre stelele neutronice se știe că sunt cea mai densă formă de materie cunoscută. De mult timp astronomii cred că elementele grele precum aurul, uraniul sau plumbul au fost create în urma coliziunii dintre acestea. Coliziunea mai-sus amintită a trimis în spațiu atomi nou-creați de aur sau platină. „Acum există dovezi concrete în acest sens. Aurul de pe Pământ provine probabil din coliziuni de stele neutronice”, mai spune Reitze.

Se pare că unele elemente grele, precum aurul sau platina sunt rezultate în urma coliziunilor violente dintre stelele neutronice și a exploziilor de tip kilonova. Ilustrație: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser.

Coliziunile dintre stelele neutronice și exploziile de tip kilonova par să fie răspunsul la întrebarea de unde provin o serie de elemente precum aurul sau plumbul.

Semnalul gravitațional pe nume GW170817

Pe 17 august 2017, software-ul de analiză a datelor în timp real al LIGO a prins un semnal puternic de unde gravitaționale din spațiu. A fost cea mai mare undă gravitațională măsurată până acum și denumită GW170817.

Aproape în același timp, monitorul cu raze gamma de pe telescopul Fermi al NASA a detectat o explozie de raze gamma. Software-ul de analiză LIGO-Virgo a pus cele două semnale împreună și a văzut că este foarte puțin probabil să fie o coincidență, iar o altă analiză LIGO automată a indicat că în celălalt detector LIGO există un semnal similar de undă gravitațională. Detectarea rapidă a undelor gravitaționale de către echipa LIGO-Virgo, împreună cu detectarea fasciculului gamma au activat, astfel, telescoapele și oamenii de știință din întreaga lume.

“Analiza noastră de fond a arătat că un eveniment cu această forță se întâmplă mai puțin de o dată în 80.000 de ani, din întâmplare “, adaugă Laura Cadonati, profesor de fizică la Georgia Tech, purtătorul de cuvânt adjunct al colaborării științifice LIGO. “Acest eveniment deschide ușile către un nou mod de a face astrofizică. Mă aștept să fie unul dintre cele mai studiate evenimente astrofizice din istorie”, mai spune Cadonati.

Albert Einstein a avut dreptate

Undele gravitaționale, despre care Albert Einstein vorbea încă de acum 100 de ani, au fost detectate pentru prima oară pe 14 septembrie 2015. Acestea au avut nevoie de 1,3 miliarde de ani pentru a ajunge la detectorul LIGO din SUA.

În SUA există două detectoare LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), unul în statul Louisiana și unul în statul Washington, în timp ce în Europa există detectorul Virgo, aproape de Pisa, Italia. Acestea colaborează constant și fac schimb de date, având ca politică analizarea și prezentarea de comun acord a acestor date.

Rezultatele colaborării științifice LIGO-Virgo au fost publicate Physical Review Letters.

Surse: National Science Foudation, European Southern Observatory
Foto: 123rf, Laboratorul Caltech

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*