Selama berminggu-minggu, khabar angin menyebar bahawa para saintis telah mengesan gelombang graviti - riak kecil di ruang dan waktu - jenis baru yang tidak berkaitan dengan lubang hitam bertembung. Dan sekarang kami telah menerima pengesahan terakhir bahawa kami melihat gelombang serupa yang dihasilkan oleh pelanggaran ganas dua bintang superdense besar-besaran 100 juta tahun cahaya dari Bumi.
Penemuan itu dibuat pada 17 Ogos oleh rangkaian global interferometer gelombang graviti canggih yang terdiri daripada dua alat pengesan LIGO di Amerika Syarikat dan sepupu Eropah mereka, Virgo di Itali. Penemuan ini sangat penting, paling tidak kerana ia membantu menyelesaikan beberapa misteri terbesar dalam astrofizik - termasuk penyebab suar terang yang dikenali sebagai "pecah sinar gamma" dan mungkin juga asal-usul unsur berat seperti emas.
Seterusnya - pada orang pertama: Martin Hendry, profesor astronomi dan kosmologi graviti di University of Glasgow.
Sebagai ahli kolaborasi penyelidikan LIGO, saya gembira sebaik sahaja melihat data mentah. Tempoh berikutnya pastinya paling sengit dan tidak dapat tidur, tetapi juga mengasyikkan, dalam dua bulan kerjaya saya.
Pengumuman itu dibuat beberapa minggu setelah tiga saintis dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik untuk karya penting mereka yang membawa kepada penemuan gelombang graviti, yang pertama kali diumumkan pada Februari 2016. Sejak itu, mengesan gelombang graviti dari lubang hitam bertembung semakin dekat dengan kami - empat lagi kejadian serupa telah dirakam. Tetapi sejauh yang kita ketahui, perlanggaran lubang hitam hanya membuka tingkap ke sisi gelap alam semesta. Kami tidak dapat menangkap cahaya dari peristiwa seperti itu dengan instrumen apa pun.
Tetapi GW170817 - tajuk acara 17 Ogos - mengubah segalanya. Kerana sumber gelombang kali ini adalah dua "bintang neutron" - sisa-sisa bintang yang sangat padat seukuran sebuah kota, masing-masing beratnya lebih banyak daripada matahari. Bintang-bintang ini berkeliling satu sama lain dengan kelajuan raksasa, dan kemudian bergabung dalam perlanggaran yang dahsyat, yang kami lihat, mengagumkan struktur ruang dan masa.
Video promosi:
Teka-teki terselesaikan
Konsert ruang itu hanyalah permulaan. Ahli astronomi telah lama mengesyaki bahawa penggabungan dua bintang neutron boleh menjadi pendedahan untuk letupan sinar gamma pendek - ledakan sinar gamma yang kuat yang mengeluarkan lebih banyak tenaga dalam sepersekian saat daripada matahari dalam sepuluh miliar tahun. Kami telah memerhatikan sinar gamma selama beberapa dekad, tetapi kami tidak tahu apa yang menyebabkannya.
Namun, hanya 1.7 saat setelah gelombang graviti dari GW170817 tiba di Bumi, satelit Fermi NASA mengesan ledakan sinar gamma pendek di kawasan langit yang sama. LIGO dan Virgo menemui senjata api, dan hubungan antara tabrakan bintang neutron dan ledakan pendek sinar gamma akhirnya terjalin.
Gabungan pemerhatian gelombang graviti dan sinar gamma memungkinkan untuk menentukan kedudukan letupan kosmik dengan ketepatan hingga 30 darjah persegi langit - atau 100 kali lebih besar daripada bulan purnama. Ini, pada gilirannya, membolehkan sebilangan besar teleskop astronomi, sensitif terhadap cahaya dari keseluruhan spektrum elektromagnetik, untuk mencari tampalan langit kecil ini untuk mencari-cari kejadian letupan. Dan mereka menjumpainya - di belakang galaksi NGC4993 yang agak sederhana, di buruj Hydra.
Pada hari-hari dan minggu-minggu berikutnya, para astronom menyaksikan penderitaan itu, sementara bara dari letupan meletus dan keluar, dengan indah bergabung menjadi gambar yang menggambarkan "kilon" yang disebut. Ia dilahirkan apabila bahan yang kaya dengan zarah subatom - neutron - dari peleburan asal dikeluarkan dengan kelajuan tinggi oleh pecah sinar gamma. Semua ini dilemparkan ke ruang sekitar dan membawa kepada penghasilan unsur radioaktif berat.
Unsur-unsur tidak stabil kemudian merosot ke keadaan stabil dengan pancaran radiasi. Ini membawa kepada cahaya kilonova, yang kami sahkan dengan membuat peta terperinci. Pemerhatian kami juga menyokong teori bahawa produk akhir stabil rantai tindak balas ini merangkumi banyak logam berharga seperti emas dan platinum. Walaupun kami mengesyaki bahawa bintang neutron memainkan peranan penting dalam mewujudkan unsur-unsur ini di ruang angkasa, hipotesis ini sekarang kelihatan lebih menarik. Sesungguhnya, kilonova, yang terbentuk dari serpihan GW170817, dapat menghasilkan emas seluas seluruh Bumi - 1000 trilion tan.
Dengan memerhatikan kilonova "intim" untuk pertama kalinya, dan melihat seberapa baik ia sesuai dengan papan cerita astronomi yang terungkap yang bermula dengan penggabungan bintang neutron, para astronom telah membuat lompatan besar untuk memahami peristiwa kosmik yang brutal ini.
Idea bahawa kita semua terbuat dari stardust sangat popular dalam kesedaran budaya - di mana sahaja, dari dokumentari hingga lirik lagu. Tetapi konsep yang mengejutkan bahawa emas di cincin perkahwinan dan jam tangan Rolex kami terbuat dari stardust neutron lebih menarik lagi. Lebih menarik lagi adalah potensi besar yang muncul dalam pendekatan baru radikal untuk penerokaan angkasa lepas.
Bekerja bersama - menggunakan instrumen yang tidak hanya berfungsi di seluruh spektrum cahaya, tetapi juga sensitif terhadap gelombang graviti dan bahkan neutrino - para astronom bersedia untuk membuka tetingkap baru ke alam semesta. Sebagai contoh, mereka telah menggunakan pemerhatian mereka untuk membuat pengukuran bersama pertama mengenai tahap pengembangan alam semesta dengan menggunakan gelombang graviti dan cahaya.
Hasil baru akan menyusul tidak lama lagi. Dengan letupan ini, era astronomi berbilang pemain baru dan menarik baru akan bermula.
Ilya Khel
