Yaklaşık 130 milyon yıl önce, uzaktaki bir galakside iki nötron yıldızı çarpıştı. Bu olay şimdi Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalga Gözlemevi (LIGO) ve Başak işbirliği ile 5. yerçekimi dalgalarının gözlemidir ve ilk tespit edilen iki kara deliğin çarpışmasından kaynaklanmadı.
Ancak kilonova adı verilen bu olay başka bir şey daha üretti: çoklu dalga boylarında ışık.
Tarihte ilk kez, astronomik bir fenomen önce yerçekimi dalgaları aracılığıyla gözlemlenmiş, sonra teleskoplarla görülmüştür. İnanılmaz işbirlikçi bir çabada, dünyanın dört bir yanında ve uzayda 70'den fazla teleskopta 100 enstrüman kullanan 3.500'den fazla gökbilimci, LIGO ve Başak işbirliğinden fizikçilerle çalıştı.
Bilim adamları buna “multimenger astronomi” diyor.
LIGO'nun Sözcü Yardımcısı Laura Cadonati, bugün bir brifingde “Birlikte, tüm bu gözlemler parçalarının toplamından daha büyük” dedi. “Şimdi evrenin fiziğini, yaptığımız unsurları, daha önce hiç kimsenin yapmadığı bir şekilde öğreniyoruz.”
Rochester Teknoloji Enstitüsü'nden Manuela Campanelli, “Süpernova patlamalarının nasıl çalıştığı, altın ve diğer ağır elementlerin nasıl yaratıldığı, vücudumuzdaki çekirdeklerin nasıl çalıştığı ve hatta evrenin ne kadar hızlı büyüdüğü hakkında bize fikir verecektir” dedi. “Multimessenger astronomi, eski yolu yeniyle nasıl birleştirebileceğimizi gösteriyor. Astronominin yapılma şeklini değiştirdi. ”
Nötron yıldızları, uzun zaman önce süpernova olarak patlayan devasa yıldızların ezilmiş kalan çekirdekleri. NGC 4993 adlı bir galakside birbirine yakın bulunan iki yıldız, güneşimizin kütlesinin 8-20 katı arasında başladı. Daha sonra süpernovalarıyla, her biri yaklaşık 10 mil çapında, bir şehrin büyüklüğü kadar yoğunlaştı. Bunlar tamamen nötronlardan oluşan yıldızlar ve normal yıldızlar ile boyut ve yoğunluk bakımından kara delikler arasında - sadece bir çay kaşığı nötron yıldızı malzemesi 1 milyar ton ağırlığındaydı.
Karşılıklı yerçekimleri çarpışana kadar kozmik bir dansta birbirlerini döndüler. Bu çarpışma astronomik boyutlarda bir ateş topu üretti ve bu olayın yansımaları 130 milyon yıl sonra Dünya'ya geldi.
Las Cumbres Gözlemevi'nden Andy Howell, bugün bir basın toplantısında konuşan “Bu olay 130 milyon yıl önce gerçekleşti, ancak Dünya'da sadece güneş tutulmasından hemen önce 17 Ağustos 2017'de öğrendik” dedi. “Bu sırrı her zaman saklıyoruz ve patlamak üzereyiz!”
08:41'de EDT, LIGO ve Başak, uzay-zaman, yerçekimi dalgalarının dalgalarının erken titremelerini hissetti. Sadece iki saniye sonra NASA’nın Fermi uzay teleskopu tarafından parlak bir gama ışını parlaması tespit edildi. Bu, araştırmacıların dalgaların geldiği yönü hızla belirlemelerini sağladı.
Bir Gökbilimci Telegramı tarafından uyarılan, dünyanın dört bir yanındaki binlerce gökbilimci gözlem yapmak ve nötron yıldızı birleşmesinden ek veri toplamaya başlamak için uğraştı.
Bu animasyon, LIGO, Başak ve uzay ve yer tabanlı teleskopların, LIGO ve Başak tarafından 17 Ağustos 2017'de tespit edilen yerçekimi dalgalarının yerini nasıl yakınlaştırdığını gösteriyor. Bilim adamları, Fermi ve Integral uzay görevlerindeki verileri LIGO ve Başak'tan gelen verilerle birleştirerek, dalgaların kaynağını 30 metrekarelik bir gökyüzü yamasıyla sınırlandırabildiler. Görünür ışıklı teleskoplar o bölgede çok sayıda gökada aradı ve sonuçta NGC 4993'ü yerçekimi dalgalarının kaynağı olarak ortaya koydu. (Bu etkinlik daha sonra GW170817 olarak belirlenmiştir.)
Başak işbirliği sözcüsü Jo van den Brand, yaptığı açıklamada, “Bu olay şimdiye kadar tespit edilen tüm yerçekimi dalgalarının en kesin gökyüzü konumlandırmasına sahip” dedi. “Bu rekor hassasiyet, gökbilimcilerin nefes kesici sonuçlara yol açan takip gözlemleri yapmalarını sağladı.”
Bu, ışık ve yerçekimi dalgalarının Einstein'ın tahmin ettiği gibi aynı hızda - ışık hızına yakın - gittiğine dair ilk gerçek kanıtı sağlar.
Çok küçükten en tanınmış olana kadar olan gözlemevleri, hızla gözlemler yapıyordu. Başlangıçta parlak olsa da, olay 6 günden daha az bir süre içinde kayboldu. Howell, gözlemlenen ışığın ilk birkaç saat boyunca Güneş'ten 2 milyon kat daha parlak olduğunu söyledi, ancak daha sonra birkaç gün içinde soldu.
Şili Andes'teki Cerro Tololo Amerikanlararası Gözlemevinde Blanco 4 metrelik Teleskopa monte edilen Karanlık Enerji Kamerası (DECam), etkinliğin kaynağını yerelleştirmeye yardımcı olan araçlardan biriydi.
Marcelle Soares-Santos, “LIGO işbirliğinin yeni bir gözlemsel tetikleyici her seferinde karşılaştığımız zorluk, hızla solmakta olan, muhtemelen başlangıçta zayıf olan ve orada bir yerde bulunan bir kaynağı nasıl arayacağımızdır” dedi. , Brandeis Üniversitesi'nden brifingde. Kağıt üzerinde yerçekimi dalgalarıyla ilişkili optik sinyali tanımlayan ilk yazar. “İğnenin çok uzak olduğu ve samanlığın hareket ettiği karmaşıklığı ile samanlıkta iğne bulmak klasik zorluktur.”
DECam ile, kaynak galaksiyi hızlı bir şekilde belirleyebildiler ve bu samanlıkta mevcut olan 1.500 diğer adayı ekarte ettiler.
“Bu 'iğneler' gibi görünen şeyler çok yaygındır, bu yüzden doğru olana sahip olduğumuzdan emin olmalıyız. Bugün, sahip olduğumuzdan eminiz, ”diye ekledi Soares-Santos.
Çok küçük bir bölümde, Arizona Üniversitesi'nden gökbilimci David Sand'ın “temelde çorbalanmış bir amatör teleskop” da tarif ettiği PROMPT (Panchromatic Robotik Optik İzleme ve Polarimetri Teleskopu) adı verilen küçük bir robotik 16 inç teleskop da belirlemeye yardımcı oldu. kaynak. Sand, bunun, küçük teleskopların bile multimenger astronomide bir rulo oynayabildiğini kanıtladığını söyledi.
İyi bilinen, Hubble ve Swift, Chandra ve Spitzer misyonları gibi diğer NASA ve ESA uzay gözlemevleri tarafından yönetiliyor. Hubble, galaksi görüntülerini görünür ve kızılötesi ışıkta yakaladı ve NGC 4993'te bir novadan daha parlak, ancak bir süpernovadan daha sönük olan yeni bir parlak nesneye tanık oldu. Görüntüler, nesnenin Hubble gözlemlerinin altı günü boyunca belirgin bir şekilde soluk olduğunu gösterdi. Hubble’ın spektroskopik yeteneklerini kullanarak ekipler, kilonova tarafından atılan materyalin ışık hızının beşte biri kadar hızlı olduğunu belirttiler.
"Bu astrofizik için bir oyun değiştirici," dedi Howell. “Einstein yerçekimi dalgalarını teorikleştirdikten yüz yıl sonra, onları gördük ve daha önce hayalini kurduğumuz türden yeni fizikle bir patlama bulmak için onları kaynağına kadar takip ettik.”
Multimessenger astronomi kullanarak bu tek olayın yarattığı fikirlerden sadece birkaçı:
* Gama ışınları: Bu ışık parlamaları artık kesin olarak nötron yıldızlarını birleştirmeyle ilişkili ve bilim adamlarının süpernova patlamalarının nasıl çalıştığını anlamalarına yardımcı olacak, ayrıca Rochester Teknoloji Enstitüsü'nden ve LIGO ekibinin bir üyesi olan Richard O’Shaughnessy'yi açıkladı. “İlk gama ışını ölçümleri, yerçekimi dalga tespiti ile birleştiğinde, Einstein'ın yerçekimi dalgalarının ışık hızında hareket etmesi gerektiğini öngören genel görelilik teorisini daha da doğruladı” dedi.
* Altın ve platin kaynağıHarvard Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Edo Berger, brifingde konuşan “Bu gözlemler, periyodik tablodaki en ağır elementlerin doğrudan parmak izlerini ortaya koyuyor” dedi. “İki nötron yıldızının çarpışması, yalnızca altın ve platin içinde Dünya'nın 10 kat kütlesini üretti. Bu materyallerin bu etkinlikten nasıl çıktığını düşünün, sonunda yıldızlar, gezegenler, yaşam… ve mücevherler oluşturmak için diğer unsurlarla birleşirler. ”
Berger düşünülecek başka bir şey daha ekledi: Bu yıldızların orijinal süpernova patlamaları demir ve nikele kadar tüm ağır elementleri üretti. Sonra bu tek sistemdeki kilonovada, ağır elementlerin periyodik tablosunun nasıl oluştuğuna dair tam bir geçmişi görebiliriz.
Howell, ağır elementlerin imzalarını bir spektruma böldüğünüzde bir gökkuşağı oluşturduğunuzu söyledi. “Gökkuşağının sonunda gerçekten bir pot altın, en azından bir kilonova gökkuşağı vardı,” diye şaka yaptı.
* Nükleer fizik astronomi: “Sonunda, bu keşif gibi daha fazla gözlem bize vücudumuzdaki çekirdeklerin nasıl çalıştığını anlatacak,” dedi. “Yerçekiminin nötron yıldızları üzerindeki etkileri bize büyük nötron toplarının nasıl davrandığını ve sonuç olarak küçük nötron ve proton toplarını - vücudumuzun içindeki kütlenizin çoğunu oluşturan şeyleri anlatacaktır”; ve
* Kozmoloji: - “Bilim adamları artık parlak ışığın parıltısını içeren galaksiye olan uzaklığı ve yerçekimi dalga gözlemimizden çıkarılan mesafeyi karşılaştırarak evrenin ne kadar hızlı genişlediğini bağımsız olarak ölçebiliyorlar” dedi.
CfA'dan gökbilimci Tony Piro, “Aynı olayı hem yerçekimi dalgaları hem de ışıkla inceleme yeteneği astronomide gerçek bir devrimdir” dedi. “Artık evreni, yalnızca biri ya da diğeriyle asla bilemeyeceğimiz şeyleri öğreten tamamen farklı problarla inceleyebiliriz.”
LIGO'nun bilimsel sözcüsü David Reitz, bugünkü basında “Benim için bu olayı bu kadar şaşırtıcı kılan şey, sadece yerçekimi dalgalarını tespit etmekle kalmadık, aynı zamanda dünyanın dört bir yanındaki 70 gözlemevinin gördüğü elektromanyetik spektrumda ışık gördük” dedi. Bilgilendirme. “Bu, kozmosun bize ilk kez sesli film eşdeğerini sağladı. Video, çeşitli dalga boylarındaki gözlemsel astronomi ve ses, yerçekimi dalgaları. ”
Kaynaklar: Las Cumbres Gözlemevi, Hubble Uzay Teleskobu, Rochester Teknoloji Enstitüsü, Kilonova.org, CfA ,, basın brifingi.
Podcast (ses): İndir (Süre: 9:12 - 8.4MB)
Abone ol: Apple Podcast'leri | Android | RSS
Podcast (video): İndir (Süre: 9:12 - 74.5MB)
Abone ol: Apple Podcast'leri | Android | RSS
