Kuidas gravitatsioonilained ja multisõnumiteadused astronoomiat muudavad?

Teadlased teatasid esmaspäeval (16. oktoobril), et multisaadetava astronoomia ajastu on ametlikult alanud. Aga mida see fraas tähendab ja kuidas see muudab kosmose uurimist?



See uus ajastu algas gravitatsioonilainete-aegruumi universaalse kanga lainete-avastamisega, mis tekkisid kahe neutronitähe ühendamisel. See kokkupõrge puhkes ka valgusega igas lainepikkuse vahemikus-raadio, infrapuna, nähtav, ultraviolett, röntgen- ja gammakiirgus-, mida avastasid vaatluskeskused kogu maailmas ja kosmoses.



See on esimene kord, kui teadlased näevad sama sündmuse gravitatsioonilaineid ja valguslaineid. Universumi uurimine nende kahe põhimõtteliselt erinevat tüüpi teabega on nagu maailma jälgimine mitut tüüpi sensoorse sisendiga, nagu nägemine ja kuulmine - see pakub võimalust maailma rikkamaks mõistmiseks, ütlesid teadlased. [ Kui neutronitähed põrkuvad! Mida nägid Hubble'i teleskoop ja teised (videod) ]

'See on esimene kord, kui kosmos pakub meile seda, mida ma nimetaksin rääkivaks filmiks,' ütles LIGO labori tegevdirektor David Reitze eile pressikonverentsil. „Oleme liikunud tummfilmide ajastult rääkivatele filmidele. Sel juhul pärineb heli heliriba neutrontähtede [gravitatsioonilaine] 'piiksumisest', kui need tiirlevad kokku ja põrkuvad kokku. Ja video on põhimõtteliselt valgus, mida näeme pärast kokkupõrget. '



Ka pressikonverentsil esinenud LIGO Scientific Collaborationi pressiesindaja Laura Cadonati kasutas sarnast analoogiat, kui kirjeldas, mis tunne on astronoomidel vaadata universumit ainult valgusega, võrreldes valguse ja gravitatsioonilainete kombinatsiooniga.

'Minu jaoks on see samaväärne üleminekuga vulkaani mustvalge pildi vaatamisest IMAX 3D-filmis istumisele, mis näitab Vesuuvi plahvatust,' ütles Cadonati. '[3D -filmis] olete ümbritsetud valgussähvatustega ja teid ümbritsevad vulkaani raevu helid.'

Neutrontähtede ühinemise simulatsioon, mis väljutab materjali kosmosesse.



Neutrontähtede ühinemise simulatsioon, mis väljutab materjali kosmosesse.(Pildikrediit: NASA Goddardi kosmoselennukeskus/CI Lab)

Märkamatu sündmus

Neutrontähtede kokkupõrke tuvastas esmakordselt laserinterferomeetri gravitatsioonilainete vaatluskeskus (LIGO), mis esmakordne otsene tuvastamine gravitatsioonilainetest 2015. aastal - ja Neitsi gravitatsioonilainete vaatluskeskus, mis avastas gravitatsioonilained esimest korda augustis.

Esimene valguspõhine vaatluskeskus, mis tuvastas gravitatsioonilaine signaaliga seotud signaali, oli gammakiirguse kosmoseteleskoop Fermi, mis jälgis gammakiirguse lõhkemist (GRB). Need lühikesed valgussähvatused on kõige energilisemad plahvatused universumis, kuid Fermi tuvastab NASA andmetel ühe neist keskmiselt umbes kord päevas. Teadlastel pole võimalust kohe kindlaks teha, milline sündmus valgust tekitab.



LIGO ja Virgo aga suudavad tuvastada objektide tüüpe, mis loovad nende instrumentide poolt tuvastatavad gravitatsioonilaine signaalid. Mitmed teadlased ütlesid, et 17. augusti neutrontähtede ühinemisega seotud GRB ei olnud iseenesest eriti tähelepanuväärne ning teistel astronoomidel ei olnud erilist põhjust seda eri lainepikkustel vaatlema minna. Alles gravitatsioonilaine signaali tõttu vaatasid teised vaatluskeskused seda sündmust, avastades andmete aardelaeka.

See kunstnik

Selle kunstniku illustratsioonil on kujutatud kahte neutrontähte (helesinised täpid pildi keskel), mis sulanduvad kokku ja tekitavad aine- ja valgusejoad. Sündmust nägid esmakordselt gravitatsioonilainete vaatluskeskused ja hiljem uurisid seda valguspõhised vaatluskeskused.(Pildikrediit: NASA Goddardi kosmoselennukeskus/CI Lab)

Siiani teatatud peamiste teaduslike tulemuste hulgas paistavad silma kaks peamist tulemust. Esiteks, see on esimene kahekordse neutrontähtede ühinemise otsene vaatlus ja vaatlused on kinnitanud, et need sündmused toodavad pliist raskemaid elemente, sealhulgas selliseid asju nagu plaatina ja kuld. Teiseks kinnitasid sündmuse vaatlused ka seda, et neutrontähtede ühinemine tekitab gammakiirguse (GRB)-hüpoteesi, mis pressikonverentsil esinenud Fermi projekti teadlase Julie McEnery sõnul oli veel kinnitamata.

Nii valgus- kui ka gravitatsioonilainepõhiste vaatluskeskuste ühised vaatlused on 'paljastanud üksikasju, mida me pole kunagi varem astronoomilistes sündmustes näinud', ütles Leicesteri ülikooli astrofüüsika professor Nial Tanvir. pressikonverentsil. Neutrontähti uuriv Tanvir ütles, et tema ja tema kolleegid jätkavad selle sündmuse andmete uurimist kuid või võib -olla isegi aastaid.

Riikliku Teadusfondi matemaatika- ja füüsikateaduste asedirektori kohusetäitja Jim Ulvestad ütles, et sündmuse vaatluste põhjal on juba esitatud või peagi avaldamiseks „kümneid, kui mitte sadu” teadusartikleid.

'Kõik siin üleval peaksid olema gravitatsioonilaine astronoomidele uskumatult tänulikud,' ütles Ryan Foley ja Santa Cruzi California ülikooli astronoomia ja astrofüüsika dotsent oma kaasteadlaste kohta pressikonverentsil. 'See oli hämmastav kingitus. Saime universumi kohta palju teada. '

See simulatsioon näitab neutrontähtede ühinemisega kosmosesse paisatud materjali joad.

See simulatsioon näitab neutrontähtede ühinemisega kosmosesse paisatud materjali joad.(Pildikrediit: NASA Goddardi kosmoselennukeskus/CI Lab)

Kõik jäid vaatama

Rahvusvahelise astronoomiakogukonna 17. augusti sündmusele osutatud tähelepanu näitab selle mitme sõnumi saatja mõju.

Kokku on 70 vaatluskeskust teatanud 17. augusti sündmuse vaatluste tegemisest. Need vaatluskeskused asuvad kõikidel seitsmel mandril (sealhulgas Antarktikas) ja kosmoses; need hõlmavad ka kõiki lainepikkusi, sealhulgas raadio-, infrapuna-, nähtav-, ultraviolett-, röntgen- ja gammakiirgust. Nende valgusepõhiste vaatluste peamisi tulemusi kirjeldav ülevaade, mis on avaldatud ajakirjas The Astrophysical Journal Letters, tsiteerib 3500 autorit.

'See oli liikluse peatamise astronoomiline vaste,' ütles pressikonverentsil Las Cumbresi vaatluskeskuse personaliteadlane Andy Howell ja neutrontähtede ühinemist käsitleva dokumendi kaasautor. 'Me kõik peatusime, et minna vaatama.'

The Euroopa Lõuna vaatluskeskus , mis haldab lõunapoolkeral rohkem kui tosinat teleskoopi, tegi 14. augusti sündmuse kohta olulisi tähelepanekuid „mitte vähem kui 14 erineva instrumendiga 10 erineval teleskoobil,” ütles Tanvir.

'Me arvame, et see teeb sellest suurima ja keerukaima astronoomilise järelkontrolli kampaania, mis on kunagi läbi viidud ja kindlasti nii lühikese aja jooksul,' ütles ta.

Nii LIGO kui ka Virgo on praegu uuendamisel, mis suurendab veelgi nende tundlikkust (ja seega ka taeva kogumahtu, mida nad saavad otsida), mis peaks suurendama nende tuvastatud sündmuste arvu. Mõned pressikonverentsi teadlased ütlesid, et nad eeldavad, et veelgi rohkem teleskoope kasutab võimalust neid sündmusi jälgida.

'Ma arvan, et me ootame, et tulevikus toimub palju rohkem sündmusi… mis on nii väga rahuldust pakkuv kui ka hirmutav, arvestades kõiki selle ühe sündmusega tehtud jõupingutusi,' ütles professor Edo Berger. Harvardi ülikooli astronoomiast. 'Ma arvan, et selle erakonnaga liitub rohkem inimesi.'

Jälgi Calla Cofieldi @callacofield . Järgne meile @Spacedotcom , Facebook ja Google+ . Algne artikkel teemal demokratija.eu .