Πιστωτική εικόνα: CSIRO
Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα ζευγάρι αστεριών νετρονίων που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αναζήτηση για τα μακρά θεωρητικά «κύματα βαρύτητας», που προβλέπονται για πρώτη φορά από τον Αϊνστάιν. Η θεωρία είναι ότι το ζευγάρι χάνει ενέργεια με τη μορφή κυμάτων βαρύτητας, και τελικά θα επιβραδυνθεί και θα συγχωνευθεί με μια έκρηξη ενέργειας. Αυτή η νέα ανακάλυψη λέει στους αστρονόμους ότι αυτά τα αστέρια δίδυμων νετρονίων είναι πιο συνηθισμένα από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως, και οι νέοι ανιχνευτές κύματος βαρύτητας πρέπει να εντοπίζουν μια συγχώνευση κάθε χρόνο ή δύο, και όχι μία φορά τη δεκαετία.
Τα ζεύγη αστεριών νετρονίων μπορεί να συγχωνευτούν και να εκπέμψουν μια έκρηξη κύματος βαρύτητας περίπου έξι φορές πιο συχνά από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως, σύμφωνα με τους επιστήμονες στο σημερινό τεύχος του περιοδικού Nature [4 Δεκεμβρίου]. Εάν ναι, η τρέχουσα γενιά ανιχνευτών κύματος βαρύτητας μπορεί να είναι σε θέση να καταγράψει ένα τέτοιο συμβάν κάθε χρόνο ή δύο, αντί για μία φορά τη δεκαετία; η πιο αισιόδοξη πρόβλεψη μέχρι τώρα.
Τα κύματα βαρύτητας προβλέφθηκαν από τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Οι αστρονόμοι έχουν έμμεσες αποδείξεις για την ύπαρξή τους, αλλά δεν τους έχουν εντοπίσει άμεσα.
Η αναθεωρημένη εκτίμηση του ρυθμού συγχώνευσης με αστέρια νετρονίων πηγάζει από την ανακάλυψη ενός συστήματος διπλού αστεριού νετρονίων, ενός πάλσαρ που ονομάζεται PSR J0737-3039 και του συντρόφου του με αστέρια νετρονίων, από μια ομάδα επιστημόνων από την Ιταλία, την Αυστραλία, το Ηνωμένο Βασίλειο και το ΗΠΑ χρησιμοποιώντας το ραδιο τηλεσκόπιο CSIRO Parkes 64 m στην ανατολική Αυστραλία.
Τα αστέρια νετρονίων είναι μπάλες σε μέγεθος πόλης με πολύ πυκνή, ασυνήθιστη μορφή ύλης. Ένα pulsar είναι ένας ειδικός τύπος; ένα περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων που εκπέμπει ραδιοκύματα.
Το PSR J0737-3039 και ο σύντροφος του είναι μόνο το έκτο γνωστό σύστημα δύο αστεριών νετρονίων. Βρίσκονται 1600-2000 έτη φωτός (500-600 υπολογιστές) μακριά στο Galaxy μας.
Χωρίζεται από 800.000 χλμ; περίπου διπλάσια η απόσταση μεταξύ της Γης και της Σελήνης; τα δύο αστέρια περιστρέφονται το ένα στο άλλο σε μόλις πάνω από δύο ώρες.
Τα συστήματα με τόσο ακραίες ταχύτητες πρέπει να μοντελοποιηθούν με τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
«Αυτή η θεωρία προβλέπει ότι το σύστημα χάνει ενέργεια με τη μορφή κυμάτων βαρύτητας»; είπε η επικεφαλής συγγραφέας Marta Burgay, φοιτητής διδακτορικού στο Πανεπιστήμιο της Μπολόνια.
«Τα δύο αστέρια είναι σε ένα« χορό του θανάτου », αργά σπειροειδώς μαζί.»
Σε 85 εκατομμύρια χρόνια τα καταδικασμένα αστέρια θα συντηχθούν, θα κυματίζουν τον χωροχρόνο με μια έκρηξη κυμάτων βαρύτητας.
Εάν η έκρηξη συνέβη στην εποχή μας, θα μπορούσε να ληφθεί από έναν από τους σημερινούς γενιές ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων, όπως οι LIGO-I, VIRGO ή GEO; είπε ο επικεφαλής της ομάδας καθηγητής Νικολ; D? Amico, Διευθυντής του Αστρονομικού Παρατηρητηρίου του Κάλιαρι στη Σαρδηνία.
Η προηγούμενη εκτίμηση του ρυθμού συγχώνευσης με αστέρια νετρονίων επηρεάστηκε έντονα από τα χαρακτηριστικά ενός μόνο συστήματος, το pulsar B1913 + 16 και τον σύντροφό του. Το PSR B1913 + 16 ήταν το πρώτο σχετικιστικό δυαδικό σύστημα που ανακαλύφθηκε και μελετήθηκε και το πρώτο χρησιμοποιήθηκε για να δείξει την ύπαρξη βαρυτικής ακτινοβολίας.
Το PSR J0737-3039 και ο σύντροφός του είναι ένα ακόμη πιο ακραίο σύστημα και τώρα αποτελούν το καλύτερο εργαστήριο για τη δοκιμή της πρόβλεψης του Einstein για συρρίκνωση της τροχιάς.
Το νέο pulsar ενισχύει επίσης το ποσοστό συγχώνευσης, για δύο λόγους.
Δεν θα ζήσει όσο το PSR B1913 + 16, λένε οι αστρονόμοι. Και τα πάλσαρ όπως είναι πιθανώς πιο συνηθισμένα από αυτά όπως το PSR B1913 + 16.
«Αυτά τα δύο εφέ αυξάνουν το ποσοστό συγχώνευσης κατά έναν παράγοντα έξι ή επτά»; είπε το μέλος της ομάδας Dr Dick Manchester από το CSIRO.
Αλλά η πραγματική αριθμητική τιμή αυτού του ποσοστού εξαρτάται από υποθέσεις σχετικά με τον τρόπο διανομής των πάλσαρ στο Γαλαξία μας.
«Σύμφωνα με το πιο ευνοϊκό μοντέλο διανομής, μπορούμε να πούμε στο επίπεδο εμπιστοσύνης 95% ότι αυτή η πρώτη γενιά ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων θα μπορούσε να καταγράφει μια συγκέντρωση αστεριών νετρονίων κάθε ένα έως δύο χρόνια»; είπε ο Δρ Vicky Kalogera, Επίκουρος Καθηγητής Φυσικής και Αστρονομίας στο Northwestern University στο Illinois, ΗΠΑ.
Ο Δρ Kalogera και οι συνεργάτες του Chunglee Kim και Duncan Lorimer έχουν μοντελοποιήσει τα ποσοστά δυαδικής συνένωσης χρησιμοποιώντας μια σειρά υποθέσεων.
Το νέο αποτέλεσμα είναι «καλά νέα για τους αστρονόμους με κύματα βαρύτητας»; σύμφωνα με το μέλος της ομάδας καθηγητής Andrew Lyne, διευθυντής του Παρατηρητηρίου Jodrell Bank του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ στο Ηνωμένο Βασίλειο.
«Μπορεί να μελετήσουν μία από αυτές τις κοσμικές καταστροφές κάθε λίγα χρόνια, αντί να πρέπει να περιμένουν μισή καριέρα»; αυτός είπε.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων CSIRO
