Grad: Rijeka
Danas: 13° vedro
Sutra: 7° 16° djelomično oblačno
21. studenoga 2017.
Koordinirana akcija

Hrvatska astrofizičarka odigrala važnu ulogu u hvatanju prvog vidljivog izvora gravitacijskih valova

Foto: eso.org
Foto: eso.org
Autor:
Objavljeno: 16. listopad 2017. u 16:37 2017-10-16T16:37:56+02:00

Opažanja u kojima su sudjelovali timovi iz 70 svjetskih zvjezdarnica rezultirala su i cijelim nizom dodatnih otkrića, uključujući i rješavanje misterije praska gama-zraka, te porijekla najtežih elemenata poput platine, zlata i olova, kao i novim uvidima u prirodu neutronskih zvijezda, te novim načinom mjerenja brzine ekspanzije svemira

Velika kolaboracija znanstvenika po prvi je put zabilježila vidljivi izvor gravitacijskih valova, odnosno drugim riječima, detektirala gravitacijske valove koji nisu rezultat sudara dvaju crnih rupa, već dolaze iz posve drugog izvora. Peti po redu ikad zabilježeni gravitacijski valovi, dokazali su znanstvenici iz čak tri velike znanstvene kolaboracije, rezultat su spajanja dvaju neutronskih zvijezda. Nije tako prošlo ni dvije godine od kad je javno potvrđeno postojanje gravitacijskih valova – poremećaja u matrici vremena i prostora koje je nekoć davno predvidio Albert Einstein - a astrofizičari su ovo „otkriće stoljeća“ za koje je ove godine dodijeljena Nobelova nagrada za fiziku, već dignuli na novu razinu.

Koordinirana opažanja u kojima su sudjelovali timovi iz 70 svjetskih zvjezdarnica rezultirala su, štoviše, cijelim nizom otkrića, uključujući i rješavanje misterije praska gama-zraka, te porijekla najtežih elemenata poput platine, zlata i olova, kao i novim uvidima u prirodu neutronskih zvijezda, te novim, neovisnim načinom mjerenja brzine ekspanzije svemira. Opažanja su danas objavljena u više od 50 znanstvenih radova u kojima su sudjelovale stotine znanstvenika, a jednu od važnijih uloga u sklopu ESO kolaboracije odigrala je i hrvatska astrofizičarka Marina Rejkuba.  

Cijela priča „zakotrljala se“ 17. kolovoza ove godine nakon što su znanstvenici LIGO-Virgo kolaboracije koja obuhvaća dva američka, te jedan talijanski laboratorij zabilježili novi tip signala gravitacijskih valova. Signal je bio značajno duži no u slučaju već ranije zabilježenih gravitacijskih valova nastalih nakon sudara dvaju crnih rupa, a dužina signala bila je znak da se radi o drugačijem izvoru.

Detaljna analiza pokazala je da masa dvaju sudarenih objekata odgovara masi neutronskih zvijezda – ostacima gigantskih zvijezda koje su eksplodirale, a čija je jezgra sastavljena gotovo isključivo od neutrona. Neke od njih formirane su u parove, pa se orbitirajući jedna oko druge postepeno približavaju, pritom sve više gubeći energiju u obliku gravitacijskih valova. Dosad je taj proces, pojasnili su znanstvenici na današnjoj tiskovnoj konferenciji, bio opisan samo u teoriji, a ovo je prvi put da je potvrđen opažanjem.

Marina Rejkuba, Foto: eso.org

Gotovo simultano s hvatanjem signala gravitacijskih valova, NASA-in teleskop Fermi, te ESA-in laboratorij INTEGRAL  zabilježili su prasak gama zraka – elektromagnetskog zračenja visoke energije. Iako to nije rijetkost, ovaj je izboj gama zračenja bio poseban jer je detektiran oko dvije sekunde nakon završetka signala gravitacijskih valova, što je značilo da su ova dva događaja blisko povezana. Dodatne analize pokazale su i da su oba događaja zabilježena na istom „dijelu neba“. To je potvrdilo da je bar dio izboja gama zračenja uzrokovan spajanjem neutronskih zvijezda.  

Ova je opažanja potom LIGO-Virgo kolaboracija podijelila s devedesetak partnerskih astronomskih grupa, između ostalih i s velikom ESO kolaboracijom koja upravlja s tri velike zvjezdarnice u Čileu, kako bi se svi relevantni teleskopi i instrumenti mogli usmjeriti prema zabilježenoj lokaciji u svemiru. Dvanaest sati kasnije prva grupa na Swope teleskope u Čileu otkrila je novi, sjajan izvor svjetla u NGC4993 galaksiji, u sazviježđu Hydra, 130 milijuna svjetlosnih godina udaljenoj od Zemlje. To opažanje ubrzo su potvrdile i grupe s drugih teleskopa, a dodatne analize su pokazale da je izvor dosad neopaženi tip objekta čiji sjaj ubrzano opada.

Prema teorijskim modelima, prilikom spajanja dvaju neutronskih zvijezda dolazi do nuklearnih reakcija, koje pak rezultiraju stvaranjem elemenata težih od željeza, kao što su zlato ili olovo. Ta vruća radioaktivna masa potom nestaje, emitirajući svjetlost na svima valnim duljinama. Isprva plavo, to svjetlo postaje crvenije kako se materija hladi i nestaje. U teoriji poznat kao „kilonova“, ovaj je fenomen sada prvi put opažen i potvrđen, a time je ujedno po prvi put i zabilježen najvažniji proces kojim nastaju najteži elementi u svemiru.

Ova cijela serija različitih opažanja rezultirala je i novim načinom mjerenja Hubbleove konstante koja opisuje brzinu širenja Svemira.

Važnu ulogu u ovim značajnim znanstvenim otkrićima imala je i zagrebačka astrofizičarka Marina Rejkuba koja za ESO kolaboraciju radi kao voditeljica odjela za podršku astronomima koji koriste teleskope. Njena grupa zadužena je za pripremu i provođenje planiranih opažanja, kao i pripremu opažanja neočekivanih događaja.

Foto: Eso.org

„U trenutku kada je ESO dobio prve zahtjeve za promatranje ovog posljednjeg detektiranog gravitacijskog vala 17. kolovoza, bila sam na zvjezdarnici Paranal u Čileu. Stoga sam direktno bila uključena u pripremu i provođenje prvih opažanja tog događaja, te sam odmah shvatila veliki značaj ovog uzbudljivog otkrića. Izvor detektiran u kolovozu imao je drugačiju strukturu signala od onih detektiranih ranije, što je ukazivalo da bi se moglo raditi o spajanju neutronskih zvijezda. Teorija je predviđala da bi u tom slučaju trebao biti vidljiv optički signal, što je sada i potvrđeno.

U prvo vrijeme točna pozicija tog signala nije bila poznata te je VISTA teleskop na zvjezdarnici Paranal vrlo brzo snimio veliko područje neba i na taj način omogućio određivanje točnog položaja novog izvora u infracrvenom području. Zajedno s detekcijom iz drugih zvjezdarnica u vidljivom frekventnom području, dobili smo točan položaj, što nam je omogućilo da istovremeno snimamo s velikim brojem različitih instrumenata u čitavom frekventnom području, od bliskog ultraljubičastog preko optičkog do infracrvenog – a to je bilo ključno za razumijevanje fizičkih svojstava i procesa povezanih s ovim izvorom“, pojasnila nam je Rejkuba.

Hrvatska znanstvenica je potom nastavila koordinirati komunikaciju s kolegama koji su vodili istraživanje fizičkih svojstava novootkrivenog optičkog i infracrvenog izvora gravitacijskih valova, te je koordinirala dodjelu vremena za dodatna snimanja na teleskopima i osiguravala da to dobije najviši prioritet. Zbog svoje je uloge u ovom kompleksnom otkriću danas bila i jedna od onih koji su cijeli događaj na tiskovnoj konferenciji ESO-a predstavili javnosti.

Kao član ePESSTO kolaboracije koja je promatrala izvor gravitacijskih valova u vidljivom dijelu spektra sa teleskopima na La Silla Zvjezdarnici u Čileu, svoj doprinos otkriću dao je i mladi hrvatski znanstvenik Aleksandar Čikota.

Novi list pratite putem aplikacija za Android, iPhone/iPad ili Windows Phone.

HNK Rijeka