Leta po tem, ko so znanstveniki začeli iskati tobole v vesolju in času, ki jih je predvidel Albert Einstein, so detektorji gravitacijskih valov v ZDA in Evropi zaznali dve nevtronski zvezdi, ki sta se zaleteli v črni luknji na stotine milijonov svetlobnih let stran. Opažanja teh redkih trkov med črno luknjo in nevtronsko zvezdo bi lahko pomenila, da bo morda treba spremeniti nekatere ideje o tem, kako zvezde in galaksije nastajajo.
Profesorica Vivien Raymond z univerze Cardiff je za BBC povedala, da so odkritja fantastična. "Ponovno smo se naučili nove lekcije. Ko sprejmemo neke domneve, se pogosto čez čas pokaže, da so bile te napačne, zato moramo imeti svoj um vedno odprt in spremljati, kaj nam sporoča vesolje," je dejala. "Želeli bi si, da bi se nevtronske zvezde ob trku raztrgale. V tem primeru bi prišlo do veliko priložnosti za zanimivo fiziko, vendar pa menimo, da sta bili črni luknji dovolj veliki, da sta nevtronski zvezdi v celoti pogoltnili."
Pri prvem trku, ki so ga znanstveniki zaznali 5. januarja 2020, je črna luknja, ki je 6,5-krat večja od mase našega Sonca, trčila v nevtronsko zvezdo, ki pa je bila od te naše matične zvezde 1,5-krat masivnejša. V drugem trku, ki ga je pobralo le 10 dni kasneje, se je črna luknja z 10 sončnimi masami združila z nevtronsko zvezdo dveh sončnih mas.
Ob trku tako masivnih predmetov se v vesoljski tkanini ustvarijo gravitacijski valovi. Prav te valove so zaznali raziskovalci. Na prejšnja opazovanja so se zdaj ozrli s svežimi očmi, pri mnogih med njimi pa je verjetno prišlo do podobnih neusklajenih trkov.
Že v preteklosti so znanstveniki zaznali trčenje dveh črnih lukenj in dveh nevtronskih zvezd, vendar pa je to prvič, da so zaznali, da je nevtronska zvezda trčila v črno luknjo.
Zakaj je zadnje trčenje tako pomembno?
Po trenutnih teorijah in preteklih opazovanjih nevtronske zvezde običajno trčijo v druge nevtronske zvezde. Enako bi moralo veljati tudi za črne luknje. Obstajajo namreč dejavniki, ki zmanjšujejo možnosti, da bi se ta dva ločena predmeta našla skupaj.
Toda dva trka med nevtronsko zvezdo in črno luknjo, ki sta opisana v časopisu Astrophysical Journal Letters, lahko to prepričanje izpodbijata. Pravzaprav se nagibata k nekemu drugačnemu nizu teorij, ki predpostavljajo, da lahko črne luknje in nevtronske zvezde res najdemo drugo ob drugi.
Te alternativne teorije pomenijo, da so se zvezde in galaksije oblikovale na različne načine, kar je v nasprotju s sliko o tem, kako je nastajal kozmos.
V milijardah let so zvezde ustvarile številne gradnike, iz katerih nastajajo večje kozmične strukture, kot so na primer planeti in galaksije. Proizvodnja tako imenovanih težkih elementov, kot so železo, ogljik in kisik, v zvezdah je povezana z deležem črnih lukenj in parov nevtronskih zvezd v vesolju.
Sila, s katero zvezde potiskajo material v sebi, ko eksplodirajo, je povezana tudi s tem deležem parov črnih lukenj in nevtronskih zvezd.
V zaključku nova ugotovitev kaže na to, da zvezde proizvajajo manj težkih elementov in jih izrivajo z manjšo silo, kot so mislili prej, kar pa ima posledice za realna opazovanja vesolja. Nobena obstoječa teorija ne more popolnoma pojasniti, kaj astronomi vidijo na nočnem nebu. Toda po mnenju Raymondove je mogoče številne ideje prilagoditi, da se bolje prilegajo tistemu, kar poznamo.
Gravitacijski valovi so, ko pridejo do nas, manjši od širine atoma
Profesorica Sheila Rowan z univerze v Glasgowu je povedala, da opazovanja načinov trka črnih lukenj in nevtronskih zvezd ter pogostosti teh trkov v zadnjih šestih letih ustvarjajo vse bolj podrobno sliko dinamike znotraj galaksij. "Vse to nam daje bogato sliko zvezdne evolucije. Zadnje ugotovitve so še ena od novosti v našem razumevanju, kaj je v vesolju in kako je postalo takšno, kot je," je dejala.
Gravitacijski valovi potujejo na stotine milijonov svetlobnih let po vesolju, zaznali pa so jih detektorji v zvezni državi Washington in Louisiana v ZDA ter detektor Virgo v osrednji Italiji. Skupaj tvorijo Napredno svetlobno-interferometrsko opazovalno tehniko (ALIGO).
Ko pridejo do nas, so valovi majhni – manjši od širine atoma. Sami detektorji so med najobčutljivejšimi instrumenti, ki so jih kdaj koli izdelali.
V prihodnosti skupina znanstvenikov upa, da bo zaznala trke nevtronskih zvezd in črnih lukenj, ki jih opazujejo tudi teleskopi – tako v vesolju kot na tleh. To bo znanstvenikom omogočilo, da izvedo še več o teh super težkih materialih, iz katerih so izdelane nevtronske zvezde.
Sodelovanje ALIGO vključuje več kot 1300 znanstvenikov iz 18 držav in vključuje raziskovalce z 11 britanskih univerz.
KOMENTARJI (23)
Opozorilo: 297. členu Kazenskega zakonika je posameznik kazensko odgovoren za javno spodbujanje sovraštva, nasilja ali nestrpnosti.