2017. aasta oktoobri keskel arutas kogu maailm tuliselt olulist teaduslikku sündmust. Teadlased on teatanud kahe neutronitähe ühinemisest tuleneva gravitatsioonilise laine esimesest avastamisest. Selleks kasutati interferomeetrit LIGO, mille abil täheldati juba esimesi mustade aukude ühinemisel tekkinud gravitatsioonilisi purunevusi, mille eest kolm kuulsat füüsikut said Nobeli preemia.
Oktoobri avastuse eripäraks oli see, et pärast gravitatsioonilist signaali saadi vastus elektromagnetilises vahemikus - gamma, optiline, raadio ja röntgenikiirgus. Avastuse üheks oluliseks järelduseks oli hüpoteesi kinnitamine, et just sellistes Universumis toimuvates protsessides sünnib suurem osa rauast raskemaid elemente - kuld, lantaniidid, uraan jt. LIGO avastus oli kuulsa astrofüüsiku Stephen Hawkingi intervjuu teema BBC ajakirjanikule Pallab Ghoshile. See intervjuu, nagu autor märgib, oli Hawkingi viimane. Teadlane suri 14. märtsil.
Kui oluline on tuvastada kahe neutrontähe ühinemine?
See on tõeline saavutus. See on elektromagnetilise vastusega gravitatsioonilaineallika esimene avastamine. See kinnitab, et neutrontähtede ühinemisel tekivad lühikesed GRB-d. See pakub uut viisi kauguste määramiseks kosmoloogias ja räägib uskumatult suure tihedusega mateeria käitumisest.
Mida räägivad selle ühinemise elektromagnetlained?
Elektromagnetiline kiirgus annab teada allika täpse asukoha taevas. Lisaks räägib see meile objekti punasest nihkest (spektraaljoonte nihkumine pikematele lainepikkustele). Gravitatsioonilained näitavad meile fotomeetrilist kaugust. Need mõõtmised koos annavad meile uue viisi kauguste mõõtmiseks kosmoloogias. See on esimene näide sellest, millest saab uus kosmoloogiline kaugusskaala. Neutronitähe sees olev asi on palju tihedam kui miski, mida saame laboris toota. Neutronitähtede liitumisel tekkiv elektromagnetiline signaal võib meile öelda sellise ülikõrge tihedusega aine käitumise kohta.
Kas see avastus räägib meile, kuidas tekivad mustad augud?
Fakt, et kahe neutronitähe ühinemisel võivad tekkida mustad augud, oli teooria põhjal teada. Kuid see sündmus oli tema esimene katse, tema esimene tähelepanek. Ühinemise tulemuseks on pöörleva, ülimaitsva neutronitähe moodustumine, mis seejärel variseb mustaks auku.
Reklaamvideo:
See erineb muudest mustade aukude moodustamise viisidest, nagu supernoova plahvatus või materjali lisandumisel tavalisest tähest neutronitähele. Superarvutite põhjalik analüüs ja teoreetiline modelleerimine pakuvad palju võimalusi mustade aukude ja gammakiirguse purunemiste dünaamika mõistmiseks.
Kas gravitatsioonilainete mõõtmine annab sügavama ülevaate kosmoseaja ja gravitatsiooni toimimisest ning muudab seeläbi meie arusaama universumist?
Jah, ilma kahtluse varjuta. Sõltumatu kosmoloogilise vahemaa skaala võib pakkuda kosmoloogiliste vaatluste sõltumatut kontrollimist ja see võib varjata paljusid üllatusi. Gravitatsioonilise laine vaatlused võimaldavad meil testida üldist relatiivsusteavet juhtudel, kui gravitatsiooniväli on tugev ja väga dünaamiline. Mõni usub, et üldrelatiivsus vajab tumeda energia ja tumeaine sissetoomise vältimiseks rohkem tööd. Gravitatsioonilained pakuvad uut viisi võimalike üldise relatiivsustegevuse võimalike kõrvalekallete võimalike märkide otsimiseks. Uue vaatlusakna ilmumine Universumisse toob tavaliselt kaasa ootamatuid üllatusi. Ja me kõik oma silmad või õigemini kõrvad, sest me ärkasime lihtsalt selleks, et kuulda gravitatsiooniliste lainete häält.
Kas neutronitähtede liitmine võiks olla üks väheseid viise või ainus viis, mille kaudu kuld universumis moodustub? Kas see seletab, miks on Maal nii vähe kulda?
Jah, neutronitähtede põrumine on üks viis, kuidas kuld moodustub. Seda saab toota ka kiirete neutronide püüdmisega supernoova plahvatustes. Kulda on vähe igal pool, mitte ainult Maal. Selle harulduse põhjus on see, et tuuma maksimaalne sidumisenergia langeb rauda, mis raskendab sellest raskemate elementide moodustamist. Lisaks tuleb tugevatest elektromagnetilistest tõrketest üle saada, et moodustuks püsivad rasked tuumad, näiteks kuld.
Nikolai Khizhnyak
