Coliziunea a două stele neutronice observată pentru prima dată în istoria omenirii

”Este cel mai mare spectacol de artificii din Univers” – David Reitze, director al LIGO.

”Nu pot să mă gândesc la o situație similară în domeniul științei din întreaga mea existență,  când un singur eveniment a produs atât de multe informații uimitoare despre Universul nostru” – Daniel Holz, astrofizician la Universitatea din Chicago și membru al LIGO.

”Eram trist că nu eram încă născut în perioada când a avut loc prima aselenizare. Însă evenimente ca acesta sunt o dovadă a lucrurilor pe care oamenii le pot face atunci când lucrează împreună și sunt cu adevărat însuflețitoare.” – Thomas Corbitt, fizician și colaborator la proiectul LIGO.

”Imaginați-vă că până acum am fi trăit într-o cameră fără geamuri și tot ce puteam auzi erau tunetele, fără să vedem vreodată fulgerele. Apoi imaginați-vă că ne-am muta într-o cameră cu o fereastră și dintr-o dată nu doar că auzim tunetele, dar vedem și fulgerele. Studierea fulgerelor ne ajută să înțelegem o furtună dintr-o altă perspectivă.” – Vicky Kalogera, astrofizician la Ligo.

Declarațiile de mai sus au făcut ieri înconjurul lumii, în timp ce mii de astronomi au ținut un set de conferințe în care au prezentat primele observații din istoria omenirii ale coliziunii unor stele neutronice, atât sub forma invizibilă a undelor gravitaționale, cât și în toate lungimile de undă ale luminii, de la radiații gamma la unde radio. Coliziunea stelelor neutronice a fost pentru prima dată văzută și auzită de astronomi.

În ultimii 2 ani, oamenii de știință au anunțat observarea a 4 unde gravitaționale provenind de la sisteme binare de găuri negre ce au ”zguduit” spațiu-timpul. Însă aceste 4 unde gravitaționale au putut fi observate doar de interferometrele laser de detectare a undelor gravitaționale – instrumente construite special pentru acest tip de observații – rămânând invizibile telescoapelor optice sau radio.

Pe 17 august 2017, oamenii de știință de la LIGO au detectat cea de a 5-a undă gravitațională și prima provocată de coliziunea a două stele neutronice. Însă de această dată evenimentul a putut fi și văzut de orice astronom. Pentru prima dată, atât lumina, cât și undele gravitaționale produse de același eveniment din Univers au fost observate.

Spre deosebire de coliziunea unor găuri negre, ce nu oferă nimic de văzut telescoapelor, stelele neutronice sunt încărcate cu materie foarte densă. Potrivit oamenilor de știință, o linguriță de materie dintr-o stea neutronică are densitatea Muntelui Everest.

Mai jos este o animație a coliziunii dintre două stele neutronice, publicată de NASA:

Pe 17 august 2017, coliziunea a două stele neutronice a declanșat alarmele celor două interferometre laser de detectare a undelor gravitaționale din Washington și Louisiana. LIGO înregistrase un semnal lung de 100 de secunde, mult mai lung decât cele câteva secunde înregistrate în cazul primelor 4 unde gravitaționale observate anterior. La câteva secunde după înregistrarea sunetului de către LIGO, telescopul spațial Fermi Gamma-ray a transmis și el o alertă – detectase o explozie de raze gamma, despre care astronomii suspectează de ceva timp că ar fi cauzate de coliziunea stelelor neutronice. Imediat după, explozia a fost detectată și de ESA.

În decurs de câteva ore, zeci de astronomi de pe întreaga planetă, folosind informațiile obținute de telescoape și datele suplimentare obținute de detectorul Virgo din Pisa, Italia, colaborau să producă o hartă a locului în care s-a produs evenimentul – galaxia NGC 4993 din constelația Hidra.

Imaginile de mai jos reflectă galaxia anterior (jos) și ulterior coliziunii stelelor neutronice (sus):

Având coordonatele exacte, Hubble, Swift, Chandra și alte zeci de telescoape au captat fiecare în parte evenimentul și au ajutat oamenii de știință să recompună desfășurarea evenimentului care s-a petrecut la 130 de milioane de ani lumină distanță de Pământ – coliziunea a două stele neutronice și explozia ce urmează acestui eveniment, denumită și ”kilonova”, termen care exista doar în teorie până în prezent.

Combinația undelor gravitaționale cu observațiile electromagnetice a dezvăluit originea unor explozii de raze gamma, unele dintre cele mai puternice evenimente ce se petrec în cosmos. De asemenea, culoarea și calitatea luminii provenind de la acest eveniment au confirmat teoria oamenilor de știință potrivit căreia astfel de evenimente produc argintul, aurul și platina pe care le găsim pe Pământ.

Suntem într-o nouă eră a astronomiei.