Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις, μια ομάδα αστροφυσικών προσδιόρισε ότι τα συντρίμμια που εκτοξεύονται από αστέρια που πεθαίνουν θα μπορούσαν να είναι η πηγή βαρυτικών κυμάτων - παλμοί στο χωροχρόνο που είχε προβλέψει ο Αϊνστάιν πριν από περισσότερο από έναν αιώνα.
Βαρυτική τα κύματα προβλέπονται από τη γενική θεωρία της σχετικότητας, είναι κυματισμοί στο χωροχρόνο που δημιουργούνται από τεράστια αντικείμενα που επιταχύνονται. Τα κύματα δημιουργούνται επίσης από αλληλεπιδράσεις αντικειμένων όπως δυαδικά και συγχωνεύσεις μεταξύ αστέρων νετρονίων και μαύρων οπών.
Τα βαρυτικά κύματα εντοπίστηκαν για πρώτη φορά από το Παρατηρητήριο Συμβολομετρικών Βαρυτικών Κυμάτων με Λέιζερ (LIGO), το οποίο εδρεύει στη Λουιζιάνα και την Ουάσιγκτον. Το LIGO ανιχνεύει βαρυτικά κύματα μετρώντας μικροσκοπικές διαφορές στο χρονισμό των παλμών λέιζερ που χτυπούν καθρέφτες σε υπόγειες κατασκευές. Αυτές οι διαφορές υποδηλώνουν ότι οι παλμοί στο χωροχρόνο καθυστερούν ελαφρώς τους παλμούς λέιζερ.
Τώρα, μια ομάδα ερευνητών προτείνει ότι ένας νέος τύπος κύματος μπορεί να πάλλεται στο διάστημα που δεν έχει ακόμη ανιχνευθεί: βαρυτικά κύματα που παράγονται από ύλη που εκπέμπεται από αστέρια που πεθαίνουν. Η έρευνά τους παρουσιάστηκε σήμερα στην 242η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας.
"Μέχρι σήμερα, το LIGO έχει ανιχνεύσει μόνο βαρυτικά κύματα από δυαδικά συστήματα, αλλά μια μέρα θα ανιχνεύσει την πρώτη μη δυαδική πηγή βαρυτικών κυμάτων", δήλωσε ο Ore Gottlieb, αστροφυσικός στο Northwestern University και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, στο Northwestern. ελευθέρωση. "Τα κουκούλια είναι ένα από τα πρώτα μέρη που πρέπει να αναζητήσουμε αυτού του είδους τις πηγές."
Αν και τέτοια κύματα δεν έχουν ακόμη παρατηρηθεί, είχαν προβλεφθεί σε προσομοιώσεις που πραγματοποιήθηκαν από τον Γκότλιμπ και τους συναδέλφους του. Οι ερευνητές μοντελοποίησαν πώς πεθαίνουν τα αστέρια, εκτοξεύοντας υλικό προς τα έξω και συστέλλοντας προς τα μέσα, αφήνοντας μαύρες τρύπες στα κενά που αφήνουν πίσω τους.
Οι ερευνητές προσπάθησαν να προσδιορίσουν εάν οι δίσκοι συσσώρευσης μαύρης τρύπας - το υπερθερμασμένο υλικό που περιβάλλει τις μαύρες τρύπες και κάνει τις σκιές τους ορατές σε εικόνες ραδιοτηλεσκοπίου - θα μπορούσαν να είναι η πηγή βαρυτικών κυμάτων.
Αλλά κοιτάζοντας προς τους δίσκους προσαύξησης, οι υπολογισμοί της ομάδας διαταράχθηκαν από προσομοιωμένα δεδομένα από το κουκούλι ύλης που περιβάλλει πίδακες επιταχυνόμενου υλικού που παρήχθησαν από αστέρια που πεθαίνουν. Το μοντέλο πρότεινε ότι το υλικό γύρω από τους πίδακες θα μπορούσε να προκαλέσει διαταραχές στο χωροχρόνο που βρίσκονται εντός του εύρους συχνοτήτων που ανιχνεύει το LIGO.
Η ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από νέες πηγές θα ήταν επίσης ένα όφελος για τους αστροφυσικούς που επιδιώκουν να εντοπίσουν το υπόβαθρο των βαρυτικών κυμάτων ή τον θόρυβο των βαρυτικών κυμάτων που σαρώνουν συνεχώς το σύμπαν. Οι επιστήμονες αναζητούν το υπόβαθρο των βαρυτικών κυμάτων χρησιμοποιώντας συστοιχίες πάλσαρ-χρόνου, οι οποίες λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο με το LIGO, αλλά βασίζονται σε ανιχνεύσεις χρονισμού του φωτός που εκπέμπεται από τα γρήγορα περιστρεφόμενα πάλσαρ αντί για υπόγειους παλμούς λέιζερ.
Το Ιερό Δισκοπότηρο της αστρονομίας των βαρυτικών κυμάτων θα ήταν ένα διαστημικό παρατηρητήριο που θα λειτουργούσε με τον ίδιο τρόπο, αλλά σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα, από το LIGO (το οποίο έκτοτε επεκτάθηκε και συγχωνεύθηκε με άλλα παρατηρητήρια για να σχηματίσει το LIGO-Virgo-KAGRA συνεργασία). Αντί να χρησιμοποιήσουν τους βραχίονες μήκους 2,5 μιλίων (4 χιλιομέτρων) του LIGO για να ανιχνεύσουν βαρυτικά «κύματα», οι αστροφυσικοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τους βραχίονες μήκους 1,5 εκατομμυρίου μιλίων (2,41 εκατομμυρίων χιλιομέτρων) της προτεινόμενης αποστολής LISA.
Αλλά κάθε φορά που εμφανίζεται ένα τέτοιο παρατηρητήριο – αν ποτέ – σίγουρα βοηθάει αν ξέρετε πού να κοιτάξετε.
Διαβάστε επίσης: