Odkąd w 2016 roku ogłoszono pierwszą bezpośrednią detekcję fal grawitacyjnych, astronomowie regularnie słyszeli czarne dziury dzwoniące we wszechświecie. Projekty takie jak Obserwatorium Laserowego Interferometru Fal Grawitacyjnych (znany jako LIGO) odkryli prawie 100 Zderzenie czarnych dziur (a czasami gwiazdy neutronowe), które wstrząsają strukturą wszechświata i wysyłają niewidzialne fale falujące w przestrzeni.
Ale nowe badania pokazują, że LIGO może wkrótce usłyszeć inny rodzaj wibracji w kosmosie: kokony lotnego gazu emitowanego przez umierające gwiazdy. Naukowcy z Northwestern University wykorzystali wyrafinowane symulacje komputerowe masywnych gwiazd, aby pokazać, w jaki sposób te kokony mogą wytwarzać fale grawitacyjne, których „nie można zignorować”, wynika z badań przedstawionych w tym tygodniu na 242. spotkaniu. Amerykańskie Towarzystwo Astronomiczne. Badanie tych zmarszczek w prawdziwym życiu może zapewnić wgląd w gwałtowną śmierć gigantycznych gwiazd.
Powiązany: Jaka jest największa czarna dziura we wszechświecie?
Kiedy masywne gwiazdy kończą się paliwo, zapadają się czarne dziury, wyrzuca jednocześnie ogromne strumienie ultraszybkich cząstek. Zespół astronomów przeprowadził symulację tych końcowych etapów życia gwiazdy, myśląc, że dżety mogą wywoływać fale grawitacyjne – ale w centrum uwagi znalazło się coś innego.
„Kiedy obliczałem fale grawitacyjne z okolic czarnej dziury, znalazłem inne źródło, które zakłóciło moje obliczenia – kokon” – mówi kierownik badań. Rudy Gottliebpowiedział astronom z Północno-Zachodniego Interdyscyplinarnego Centrum Badań i Eksploracji Astrofizyki, V.I oświadczenie. Kokon to turbulentna masa gazu, która powstaje, gdy zewnętrzne warstwy zapadającej się gwiazdy oddziałują z wysokoenergetycznymi dżetami emanującymi z jej wnętrza. Aby wytworzyć fale grawitacyjne, potrzebujemy czegoś masywnego, co porusza się asymetrycznie, podobnie jak materia kokonu.
„Głęboki dżet wewnątrz gwiazdy wystrzeliwuje, a następnie ucieka” – powiedział Gottlieb. „To tak, jakbyś wiercił dziurę w ścianie. Obracające się wiertło uderza w ścianę, a gruz wysypuje się ze ściany. Wiertło przekazuje energię materiału. Podobnie strumień przebija gwiazdę, powodując nagrzewanie się materiału gwiazdy i rozlewają się. Te szczątki tworzą gorące warstwy kokonu.
Według obliczeń Gottlieba fale generowane przez kokon powinny być łatwe do wykrycia przez LIGO podczas kolejnej serii obserwacji. Ponadto kokony emitują światło, dzięki czemu astronomowie mogą uzyskiwać informacje o nich za pomocą fal grawitacyjnych i teleskopów w tym samym czasie – ekscytujące wyczyn znany jako astronomia z wieloma posłańcami.
Jeśli LIGO zauważy kokon w niedalekiej przyszłości, z pewnością będzie to interesujące nowe spojrzenie na wnętrza gwiazd i końce ich życia. To może być pierwszy raz, kiedy LIGO był w stanie wykryć fale grawitacyjne z pojedynczego obiektu, a nie interakcje między dwoma obiektami podwójnymi krążącymi wokół siebie.
„Na dzień dzisiejszy LIGO wykryło tylko fale grawitacyjne z układów podwójnych, ale pewnego dnia odkryje pierwsze niebinarne źródło fal grawitacyjnych” – powiedział Gottlieb. „Kokony to jedno z pierwszych miejsc, w których musimy szukać tego rodzaju źródeł”.
Badania zespołu nie zostały jeszcze opublikowane w recenzowanym czasopiśmie.