captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.

Po raz pierwszy wykryto fale grawitacyjne powstałe ze zderzenia i połączenia dwóch gwiazd neutronowych.

Jak widać tegoroczna nagroda Nobla z fizyki przyznana za wykrycie fal grawitacyjnych oznacza dopiero początek serii niesamowitych odkryć. 17 sierpnia 2017 roku detektory LIGO i Virgo wykryły fale grawitacyjne o innej niż dotąd charakterystyce. 1,7 sekundy potem satelity Fermi i Intergral wykryły pochodzące z tego samego źródła promieniowanie gamma. Kolejne informacje pochodziły z obserwatoriów optycznych – dotarły do nich fotony światła widzialnego i podczerwieni. Sygnały nadeszły z całej kuli ziemskiej oraz orbity.

Źródłem silnego sygnału były dwie krążące wokół siebie gwiazdy neutronowe, które wirując, zmniejszały swoją energię, emitując jednocześnie fale grawitacyjne. W momencie zetknięcia gwiazd nastąpił bardzo silny błysk promieniowania gamma. Równocześnie następuje efekt rozbłysku światła zwany kilonovą.

Nasze odkrycie opiera się na estymacji – nie jesteśmy w stanie z całą pewnością stwierdzić, czy jeden z łączących się obiektów nie był na przykład czarną dziurą – wyjaśnia prof. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN i Narodowego Centrum Badań Jądrowych – Jednak masy wyznaczone na podstawie detekcji fal grawitacyjnych wskazują na to, że były to dwie gwiazdy neutronowe, z których każda miała masę nieco mniejszą od dwukrotnej masy Słońca.

Pierwsze odkrycie fal grawitacyjnych nastąpiło dzięki amerykańskiemu detektorowi LIGO. W najnowszym odkryciu udział wziął też europejski detektor Virgo, co pozwoliło m.in. na bardzo dokładną lokalizację miejsca, w którym nastąpiło połączenie gwiazd neutronowych.

Polacy wzięli udział w detekcji i analizie danych z europejskiego detektora Virgo, uczestniczyli też w obserwacjach optycznych i wykryciu promieniowania gamma na Ziemi i w kosmosie. W sumie 42 Polaków znalazło się wśród autorów dwóch publikacji opisujących odkrycie.

Jak podkreślił dr hab. Łukasz Wyrzykowski z Uniwersytetu Warszawskiego bardzo ważnym elementem odkrycia jest powiązanie detekcji fal grawitacyjnych z promieniowaniem świetlnych i gamma. Dotąd niedowiarkowie musieli „wierzyć na słowo”, bo zlanie się dwóch czarnych dziur nie emitowało żadnego promieniowania. Natomiast tu widać było rozbłysk, któremu towarzyszyła emisja fal grawitacyjnych.

Dzięki temu, że wykryto zarówno fale grawitacyjne, jak i promieniowanie elektromagnetyczne można było dokładnie określić prędkość rozchodzenia się fal grawitacyjnych. Wyliczenia pokazały, że jest ona równa prędkości światła z dokładnością 1:10-15.

Zapytałem jednego z polskich współautorów odkrycia, prof. Piotra Jaranowskiego z Uniwersytetu w Białymstoku o precyzję pomiaru prędkości rozchodzenia się fal grawitacyjnych w porównaniu z prędkością światła. Wyjaśnił, że przy okazji tego odkrycia dokonano najdokładniejszego z dotychczasowych pomiarów. Na razie potwierdza on teoretyczne założenia wynikające z ogólnej teorii względności Einsteina, zgodnie z którą prędkość propagacji fal grawitacyjnych i światła są równe. Jednak, jak podkreślił prof. Jaranowski, istnieją inne, bardziej szczegółowe teorie, zgodnie z którymi prędkość rozchodzenia się fal grawitacyjnych może być nieco mniejsza od prędkości światła w próżni. Być może w przyszłości pojawią się nowe pomiary, które pokażą, że różnica jednak istnieje.

Skąd opóźnienie w dotarciu fal gamma w stosunku do fal grawitacyjnych? Wynika ono przede wszystkim z charakteru emisji tego promieniowania – wyjaśnia prof. Tomasz Bulik, astronom z Uniwersytetu Warszawskiego. – Fala grawitacyjna została po prostu wygenerowana szybciej, niż rozbłysk gamma.

Ważnym elementem odkrycia było dokładne określenie masy pierwiastków, które powstały podczas zderzenia. W ułamku sekundy powstało m.in. złoto o masie równej 30 planetom.

Poniższa animacja pokazuje zbliżanie się i moment zlania gwiazd neutronowych.

Polacy pomogli odkryć nowe źródło fal grawitacyjnych – zderzenie gwiazd neutronowych
5 (100%) 2 głosów

  • Wiktor

    // zgodnie z którymi prędkość rozchodzenia się fal grawitacyjnych może być nieco mniejsza od prędkości światła w próżni. //

    Gdyby tak było to przy takich odległościach od źródła zaobserwowanie zarówno fali grawitacyjnej jak i efektu świetlnego byłoby niemożliwe.

  • Joanna Olimpia Cieślak

    MAM PYTANIE Czy te gwiazdy elektronowe to tzw.PULSARY?

  • Joanna Olimpia Cieślak

    MAM PYTANIE Czy te gwiazdy neutronowe to tzw.PULSARY?

Nie ma więcej wpisów