Φήμες για ένα νέο είδος βαρυτικών κυμάτων από συγκρούσεις άστρων νετρονίων. Rumours swell over new kind of gravitational-wave sighting

Ο γαλαξίας NGC 4993 (η μεγαλύτερη φωτεινή κηλίδα στην εικόνα) στον αστερισμό της Ύδρας, όπου οι ανιχνευτές εντόπισαν την πηγή των βαρυτικών κυμάτων από συγχώνευση άστρων νετρονίων. The galaxy NGC 4993 (fuzzy bright spot) in the constellation Hydra, where detectors are rumoured to have spotted gravitational waves from a neutron star merger. Credit: Digitized Sky Survey

Κυκλοφορούν φήμες πως οι αστροφυσικοί ανίχνευσαν την περασμένη εβδομάδα βαρυτικά κύματα που προκλήθηκαν από την σύγκρουση δυο άστρων νετρονίων σε έναν μακρινό γαλαξία – ένα γεγονός που πιθανόν να εντοπίστηκε και από τα κλασικά τηλεσκόπια. Μια τέτοια διπλή ανίχνευση θα σηματοδοτήσει νέα εποχή στην αστρονομία.

Οι επιστήμονες που εργάζονται στους ανιχνευτές των βαρυτικών κυμάτων δεν σχολίασαν τις φήμες, αφού τα δεδομένα είναι ακόμα υπό ανάλυση. Επίσης, τηλεσκόπια απ’ όλο τον κόσμο έχουν εξετάσει τον ίδιο γαλαξία, πρόκειται για τον NGC 4993 στον αστερισμό της Ύδρας που βρίσκεται 130 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, όμως οι αστρονόμοι προειδοποιούν ότι θα μπορούσαν να πάρουν σήματα από μια άσχετη πηγή.

Ποια είναι η φήμη;

Οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων LIGO (Laser Interferometer Gravitation Wave Observatory) στις ΗΠΑ ανίχνευσαν τρεις φορές μέχρι σήμερα βαρυτικά κύματα, που προκλήθηκαν από συγκρούσεις μαύρων τρυπών. Όμως οι επιστήμονες ελπίζουν να ανιχνεύσουν βαρυτικά κύματα και από άλλα κοσμικά γεγονότα, όπως η συγχώνευση άστρων νετρονίων ή υπολείμματα μεγάλων άστρων που εξερράγησαν αλλά δεν είχαν αρκετή μάζα ώστε να καταρρεύσουν προς μια μαύρη τρύπα. Τέτοιου είδους γεγονότα εκπέμπουν επίσης ακτινοβολία στο ηλεκτρομαγνητικό φάσμα – από ραδιοκύματα μέχρι τις ακτίνες γ – την οποία μπορούν να ανιχνεύσουν τα αντίστοιχα τηλεσκόπια.

Στις 18 Αυγούστου ο αστρονόμος J. Craig Wheeler από το Πανεπιστήμιο του Τέξας αναφέρθηκε στην ανίχνευση βαρυτικού κύματος από το LIGO, που συνοδεύεται και από οπτική παρατήρηση. Την ίδια ώρα ο αστρονόμος Peter Yoachim, από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σιάτλ, έγραφε για ένα οπτικό σήμα που εντόπισαν τα τηλεσκόπια από τον γαλαξία NGC 4993.

Πάντως τα αρχεία παρατηρήσεων που δημοσιεύονται στο διαδίκτυο από διάφορα τηλεσκόπια – όπως, τηλεσκόπιο ακτίνων X Chandra, Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Νότιου Ευρωπαϊκού Παρατηρητηρίου και το ραδιοτηλεσκόπιο Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή – δείχνουν πως στις 18 και 19 Αυγούστου υπήρξαν σήματα από τον γαλαξία NGC 4993.

Αν αληθεύουν οι φήμες, τι καινούργιο θα μπορούσαμε να μάθουμε από μια συγχώνευση άστρων νετρονίων;

Προσομοίωση της συγχώνευσης άστρων νετρονίων. Οι λευκές γραμμές παριστάνουν τις μαγνητικές δυναμικές γραμμές. A simulation of the merger of a binary neutron star: magnetic field lines are in white. Simulations by M. Ruiz, R. N. Lang, V. Paschalidis and S. L.Shapiro at the University of Illinois at Urbana-Champaign, with visualization assistance from the Illinois Relativity REU team

Τα βαρυτικά κύματα που οφείλονται σε συγχώνευση μαύρων τρυπών είναι πολύ σύντομα, διαρκούν ένα δευτερόλεπτο ή και λιγότερο.  Τα άστρα νετρονίων έχουν μικρότερη μάζα από τις μαύρες τρύπες και εκπέμπουν λιγότερο ισχυρά βαρυτικά κύματα. Όμως μια συγχώνευση άστρων νετρονίων θα μπορούσε να δώσει ένα σήμα που διαρκεί μέχρι ένα λεπτό. Μεγαλύτερης διάρκειας γεγονότα επιτρέπουν ακριβέστερους ελέγχους της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Επιπλέον, μια σύντομη ισχυρή έκλαμψη ακτίνων γάμα που φημολογείται ότι παρατηρήθηκε, αν συσχετίζεται με τα βαρυτικά κύματα, θα επιβεβαίωνε την άποψη – διατυπωμένη εδώ και δεκαετίες – ότι οι εκλάμψεις ακτίνων γάμα συνδέονται με τις συγκρούσεις άστρων νετρονίων.

Οι λεπτομέρειες των βαρυτικών κυμάτων από την σύγκρουση θα μπορούσαν επίσης να μας αποκαλύψουν άγνωστες πληροφορίες σχετικά με την δομή των άστρων νετρονίων, αλλά και το αν η συγχώνευσή τους είχε ως αποτέλεσμα ένα νέο άστρο νετρονίων ή τον σχηματισμό μιας νέας μαύρης τρύπας.

Πέρα από τις διαδόσεις μέσω Twitter, τις τελικές απαντήσεις θα δώσουν σύντομα οι επίσημες ανακοινώσεις από τους επιστήμονες των βαρυτικών ανιχνευτών LIGO και Virgo, που θα επιβεβαιώσουν (ή όχι) τις φήμες.

Πηγές: http://www.nature.com/news/rumours-swell-over-new-kind-of-gravitational-wave-sighting-1.22482 - https://physicsgg.me/2017/08/25/φήμες-για-ένα-νέο-είδος-βαρυτικών-κυμά/