זה רשמי: גלי כבידה העניקו לנו כוכבי ניוטרונים מתנגשים!

לראשונה אי פעם, מדענים ברחבי העולם הצליחו לצלם התנגשות בין שני כוכבי נויטרונים, במרחק 130 מיליון שנות אור. האירוע נקרא GW170817.

והכל בזכותאסטרונומיה, שזיהתה את האירוע והתריעה למצפה כוכבים היכן לחפש. אז הוסף לרשימת הראשונות ההיא את התצפיות הראשונות בו-זמנית בגל אופטי וגל כבידה של אותו אירוע.

אפשר לעשות מסיבה? בואו נעשה מסיבה.

אבל ברצינות, זה מדהים. מעולם לפני כן לא הצלחנו לאתר היכןמגיעים, או צופים באירוע שגרם להם. וזה רק זיהוי הכבידה החמישי אי פעם.

ארבעת הגילויים הקודמים היו מהתנגשויות (או מיזוגים) בין בינאריים, מתאחדים ויוצרים אחד גדול. היו שתי סיבות עיקריות שלא יכולנו לראות אותן.

הראשון היה שעד מוקדם יותר השנה היו לנו רק שני גלאים - האינטרפרומטרים של LIGO בליווינגסטון, לואיזיאנה והאנפורד, וושינגטון. פירוש הדבר שניתן היה להצביע על שלושת האירועים הראשונים רק לאזור רחב מאוד של שמים.

תוספת של גלאי שלישי, האינטרפרומטר של Virgo באיטליה, שיפרה את דיוק המיקום בפקטור של כ-10, בהכרזה עלאירוע גל כבידה רביעי רק לפני כמה שבועות.

השני היה שחורים שחורים, מעצם טבעם, אינם נראים. הם סופגים את כל האור - אנו יכולים להסיק את קיומם רק על סמך שינויים במרחב סביבם. כוכבי ניוטרונים, לעומת זאת, נראים מאוד, כך שהתנגשות ביניהם הייתה אירוע שציפו לו מאוד.

כדי לבצע קבוצה חדשה זו של תצפיות, כ-70 מצפה כוכבים מבוססי קרקע וחלל הצטרפו ל-LIGO ובתולה בבחינת אזור קטן בשמים בקבוצת הכוכבים הידרה, ממש ליד הגלקסיה העדשה NGC 4993.

הגלאי הראשון כבה ב-17 באוגוסט בשעה 8:41 בבוקר EDT.

לאחר מכן, כ-1.7 שניות לאחר מכן, שני מצפה כוכבים מבוססי חלל, טלסקופ החלל קרני גמא פרמי של נאס"א והמעבדה הבינלאומית לאסטרופיזיקת קרני גמא של ESA, תפסו תאוצה אינטנסיביתפרץ קרני גמא– האירועים הבהירים והאנרגטיים ביותר ביקום – מאותו אזור שמיים.

גם ה"ציוץ" היה שונה. אלו הם הגלים שהומרו לנתוני שמע, ועבור התנגשויות של חורים שחורים, הםלהימשך רק שברירי שנייה. ב-GW170817, ההציוץ נמשך כ-100 שניות.

זה לא היה צירוף מקרים, ואסטרונומים ברחבי העולם מיהרו לכוון את הטלסקופים שלהם לעבר הידרה.

"מיד נראה לנו שהמקור הוא כנראה כוכבי נויטרונים, המקור הנחשק השני שקיווינו לראות - ומבטיח לעולם שנראה", אמר דובר LIGO, דיוויד שומייקר.

כוכבי ניוטרונים הם אחד הדברים שיכולים לקרות בסוף מחזור החיים של כוכב על מסיבי.

הליבה קורסת, סוחטת את הפרוטונים והאלקטרונים לנייטרונים ו. הנייטרונים בורחים, אבל הנייטרונים ארוזים בצפיפות להפליא לתוך ליבה בקוטר של בין 10 ל-20 ק"מ בלבד (6-12 מיילים).

אם הליבה הזו פחותה משלוש מסות כוכבים בערך, הלחץ של צפיפות זו תומך ב. אם הליבה גדולה יותר, היא קורסת לתוך חור שחור.

שני כוכבי הנייטרונים המעורבים ב-GW170817 היו בסביבות 1.1 ל-1.6 מסה כוכבית, והם הקיפו זה את זה בספירלה מתכווצת ממרחק של כ-300 קילומטרים, מעוותים סביבם את המרחב בזמן כשהם צברו מהירות, ושולחים אדוות על פני היקום.

למרחק שממנו אנו צופים בהם, ההתנגשות הסופית הייתה בהירה ביותר, ופלטת "כדור אש" אינטנסיבי של קרני גמא. אתה יכול לראות את זה בסרטון למטה. צפו בזה. נקודת האור הגדולה במרכז היא הגלקסיה NGC 4993. ממש מעל ומשמאל, ניתן לראות את GW170817.

זה לא ממש מדהים? זוהי התנגשות בין שני כוכבי נויטרונים לא הרבה יותר מסיביים מהשמש, במרחק של 130 מיליון שנות אור משם, ואתם רואים זאת במו עיניכם.

אבל זה משתפר אפילו. זוכרים שהזכרנו התפרצות של קרני גמא?

"עֲבוּרעשרות שניםחשדנו שהתפרצויות קרני גמא קצרות מופעלות על ידי מיזוגים של כוכבי נויטרונים", אמרה מדענית פרויקט פרמי, ג'ולי מקנרי ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א.

"עכשיו, עם הנתונים המדהימים של LIGO ומזל בתולה עבור האירוע הזה, יש לנו את התשובה. גלי הכבידה אומרים לנו שלעצמים המתמזגים היו מסות התואמות את כוכבי נויטרונים, וההבזק של קרני גמא אומר לנו שאין סיכוי שהעצמים יצליחו להיות חורים שחורים, שכן התנגשות של חורים שחורים לא צפויה להפיץ אור".

והם גם, שוב, הוכיחו שאיינשטיין צודק.

"זה... הוכיח שמהירות גלי הכבידה זהה לאור רק לכמה חלקים ב-10,000 טריליון - מה שמאמת תחזית מרכזית של איינשטיין משנת 1915", אמר אנדרו מלטוס מאוניברסיטת מלבורן.

בשבועות ובחודשים הבאים, מצפה כוכבים ימשיכו לבצע תצפיות על ההתנגשות כדי לגלות יותר על הקילונובה. זה כאשר החומר שנותר מההתנגשות, עדיין זוהר בבהירות, ממשיך להעיף החוצה לחלל.

גם מצפה כוכבים ומוסדות ברחבי העולם יפרסמו מאמרים על אירוע זה. יש כל כך הרבה היבטים שלו שצריך לחקור.

"ממידע על מודלים מפורטים של פעולתם הפנימית של כוכבי נויטרונים והפליטות שהם מייצרים, ועד לפיזיקה בסיסית יותר כמו, האירוע הזה פשוט כל כך עשיר," אמר סנדלר.

"זו מתנה שתמשיך לתת."

למידע נוסף בסרטון Veritasium למטה:

תוצאות LIGO-Virgo פורסמו בכתב העתמכתבי סקירה פיזית.