logo_geo
უპრეცედენტო აღმოჩენა - დაფიქსირებულია ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახებით წარმოქმნილი გრავიტაციული ტალღები
- +

16 ოქტომბერი. 2017. 20:18


პირველად ისტორიაში, ევროპის სამხრეთული ობსერვტორიის (ESO) ჩილეში განთავსებულ ტელესკოპთა ფლოტმა გრავიტაციულ ტალღათა ხილული თანამოძმე დააფიქსირა.  როგორც ეს ისტორიული კვლევა გვიჩვენებს, ეს უნიკალური ობიექტი ორი ნეიტრონული ვარსკვლავის შეჯახების შედეგადაა წარმოქმნილი. ამ სახის შეჯახების კატაკლიზმური შედეგი მკვლევრებმა ჯერ კიდევ დიდი ხნის წინ იწინასწარმეტყველეს და მას კილონოვა უწოდეს - მოვლენები, რომლებიც სამყაროში მიმოფანტავს ისეთ მძიმე ელემენტებს, როგორებიცაა ოქრო და პლატინა. ეს აღმოჩენა ასევე იძლევა იმის ძლიერ მტკიცებულებას, რომ გამა-გამოსხივების მოკლეპერიოდიანი აფეთქებები ასევე ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახებების შედეგადაა წარმოქმნილი.


პირველად ისტორიაში, ასტრონომები დააკვირდნენ ერთ და იგივე მოვლენის როგორც გრავიტაციულ ტალღებს, ისე სინათლეს (ელექტრომაგნიტურ რადიაციას). ამის საშუალება მათ გლობალურმა თანამშრომლობამ და ESO-ს უმძლავრესმა ტექნოლოგიებმა მისცა.


2017 წლის 17 აგვისტოს, აშშ-ის ლაზერ-ინტერფერომეტრულ გრავიტაციულ ტალღათა ობსრვატორიამ (LIGO), იტალიის ინტერფერომეტრს  Virgo-სთან ერთად დედამიწასთან ჩავლილი გრავიტაციული ტალღები დააფიქსირა. ეს გახლდათ გრავიტაციულ ტალღათა დაჭერის მეხუთე შემთხვევა და მას GW170817 უწოდეს. ორი წამის შემდეგ, NASA-ს ფერმის გამა-გამოსხივების კოსმოსურმა ტელესკოპმა და ევროპის კოსმოსური სააგენტოს (ESA) გამა-გამოსხივების საერთაშროსო ასტროფიზიკურმა ლაბორატორიამ (INTEGRAL), ცის ზუსტად იგივე მონაკვეთში, გამა-გამოსხივების მოკლე აფეთქება დააფიქსირა.


LIGO-Virgo-ს ობსერვატორიათა ქსელმა გაარკვია, რომ წყარო მდებარეობდა სამხრეთის ცის ვრცელ რეგიონში, რომლის ზომაც რამდენიმე ასეული სავსე მთვარისას უდრის და მოიცავს მილიონობით ვარსკვლავს. როგორც კი ჩილეში დაღამდა, ცის ამ მონაკვეთისკენ მრავალი ტელესკოპი მიმართეს ახალი წყაროების მოსაძებნად; მათ შორის იყო პარანალის ობსერვატორიაში განთავსებული ESO-ს ორი ტელესკოპი - VISTA და VLT , ESO-ს ლა-სილიის ობსერვატორიაში მდებარე იტალიური ტელესკოპი REM-ი, ლას-კუმბრესის ობსერვატორიის 0,4-მეტრიანი ტელესკოპი  LCO და სერო-ტოლოლოს ინტერ-ამერიკული ტეკლესკოპი DECam-ი. სინათლის დაფიქსირების შესახებ ცნობა პირველად 1-მეტრიან ტელესკოპ Swope-ისგან მოვიდა. ირკვეოდა ისიც, რომ წყარო ძალიან ახლოს იყო ჰიდრის თანავარსკვლავედში მდებარე ლინზისებრ გალაქტიკა NGC 4993-სთან. ტელესკოპ VISTA-ს მიერ ინფრაწითელ ტალღის სიგრძეში განხორციელებულმა დაკვირვებებმა წყაროს შესახებ ზუსტად იმავე ადგილისკენ მიუთითა. როდესაც ჰავაის კუნძულებზეც დაღამდა, სრულ მზადყოფნაში მოიყვანეს იქ განთავსებული ტელესკოპები - Pan-STARRS-ი და Subaru, რომლებმაც სინათლე ასევე დააფიქსირეს.


„უიშვიათესი შემთხვევაა, როდესაც მეცნიერს აქვს შანსი, ახალი ეპოქის დასაწყისის მომსწრე გახდეს", - აღნიშნავს იტალიელი ასტრონომი ელენა პიანი.


დაფიქსირებიდან რამდენიმე კვირის განმავლობაში, ევროპის სამხრეთულმა ობსერვატორიამ წამოიწყო დაკვირვებათა ისტორიაში უდიდესი კამპანია, რომელშიც საკუთარი და პარტნიორების ტელესკოპები გამოიყენა; მათ შორის იყო ძალიან დიდი ტელესკოპი  (VLT), ახალი ტექნოლოგიების ტელესკოპი (NTT), ტელესკოპი VST, 2,2-მეტრიანი ტელესკოპი MPG/ESO  და ატაკამის ფართო მილიმეტრული/სუბმილიმეტრული  ტელესკოპი ALMA; მოვლენასა და მის შემდგომ ეფექტებზე დაკვირვებას ყველა მათგანი ტალღის სიგრძეთა ფართო დიაპაზონში ახორციელებდნენ. გარდა ამისა, მოვლენას აკვირდებოდა 70 სხვადასხვა ობსერვატორია მთელი მსოფლიოდან, მათ შორის  NASA/ESA-ს ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპი.


გრავიტაციულ ტალღათა და სხვა დაკვირვებათა მონაცემების შედეგად მიღებული მანძილი თანხმდებოდა, რომ წყარო GW170817 ჩვენგან ზუსტად იგივე მანძილით იყო დაშორებული, რითაც გალაქტიკა NGC 4993 - დედამიწიდან 130 მილიონი სინათლის წელი. შედეგად, ეს გახლდათ გრავიტაციულ ტალღათა უახლოესი წყარო ოდესმე დაფიქსირებულთა შორის და გამა-გამოსხივების აფეთქების უახლოესი წყარო ოდესმე შემჩნეულთა შორის.


გრავიტაციულ ტალღათა სახელით ცნობილი დრო-სივრცის „ჭავლები" მასების გადაადგილების შედეგად წარმოიქმნება, მაგრამ ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ ყველაზე ინტენსიური, ძალიან მასიურ ობიექტთა სიჩქარეების სწაფად შეცვლის შედეგად წარმოქმნილთა დაფიქსირება. ერთ-ერთი ასეთი მოვლენაა ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შერწყმა; ნეიტრონული ვარსკვლავები მაღალმასიან ვარსკვლავთა სუპერნოვად აფეთქების შემდეგ დატოვებული უკიდურესად მკვრივი, კოლაფსირებული ბირთვებია. სხვათა შორის, გამა-გამოსხივების ამხსნელი მთავარი ჰიპოთეზა სწორედ მათ შერწყმას მიიჩნევდა ამ სხივების წყაროდ. ამ ტიპის მოვლენას მოსდევს ტიპურ ნოვაზე (ახალი ვარსკვლავი) 100-ჯერ უფრო კაშკაშა აფეთქება. 


გრავიტაციულ ტალღათა და და გამა-გამოსხივების თითქმის ერთდროულმა დაფიქსირებამ GW170817-ში, მეცნიერთა შორის წარმოშვა იმედი, რომ ეს ობიექტი ნამდვილად იქნებოდა მათ მიერდ დიდხანს ძებნილი კილონოვა; ამის შემდეგ, თეორიულ პროგნოზებთან ძალიან მიახლოებულ თვისებებზე მიუთითა ESO-ს ხელსაწყოებმაც. კილონოვას შესახებ მოსაზრება პირველად 30 წლის წინ გაჩნდა, თუმცა მისი დაფიქსირება მხოლოდ ახლაღა მოხერხდა. 


ორი ნეიტრონული ვარსკვლავის შეჯახების შედეგად დატოვებული რადიოაქტიური მძიმე ქიმიური ელემენტები სინათლის სიჩქარის ერთი-მეხუთედით გადაადგილდება. მომდევნო რამდენიმე დღის განმავლობაში, კილონოვას (ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახება) ფერი ძალიან ლურჯიდან ძალიან წითელში შეიცვალა, რაც უსწრაფესი ცვლილებაა აქამდე ნანახ სხვა ნებისმიერ ვარსკვლავთა აფეთქებებს შორის.


სუპერმასიურ ვარსკვლავთა კოლაფსირებულ ბირთვებში პროტონები და ელექტრონები ნეიტრონებად და ნეიტრინოებად იკუმშება. ნეიტრინოები გარბიან, მაგრამ ნეიტრონები ამას ვერ ახერხებენ, რადგან უკიდურესად მკვრივად არიან ჩაჭედილნი 10-20 კმ დიამეტრის მქონე ბირთვებში. ამ ბირთვთა ნივთიერების ერთი ჩაის კოვზი დედამიწაზე 5 მილიარდ ტონას აიწონიდა. 


თუკი ასეთი ბირთვის მასა დაახლოებით სამი ვარსკვლავის მასაზე ნაკლებია, სიმკვრივის წნევა ნეიტრონულ ვარსკვლავად გადაქცევისათვის საკმარისია. მაგრამ თუკი ბირთვი უფრო დიდია, იგი შავ ხვრელად კოლაფსირდება.


GW170817-ის მოვლენაში ჩართული ორ ნეიტრონულ ვარსკვლავს 1,1 და 1,6 ვარსკვლავური მასა ჰქონდათ და ერთმანეთის გარშემო  სპირალურად მოძრაობდნენ 300 კმ მანძილიდან; სიჩქარის მატებასთან ერთად, ისინი მათ გარშემო არსებულ დრო-სივრცეს ამრუდებდნენ და ჭავლებს მთელ სამყაროში გზავნიდნენ.


იმ მანძილიდან, რომელზეც ჩვენ ვაკვირდებოდით, მათი საბოლოო შეჯახება უკიდურესად კაშკაშა გამოჩნდა და გამოიყო გამა-გამოსხივების ინტენსიური „ცეცხლოვანი ბურთი".


ეს გახლავთ შეჯახება მზეზე პატარა ორნ ნეიტრონულ ვარსკვლავს შორის, ჩვენგან 130 მილიონი სინათლის წლის მოშორებით და მისი ხილვა საკუთარი თვალით შეგიძლიათ - აბსოლუტურად წარმოუდგენელია, არა?


თუმცა მთელი საოცრება სულ სხვა რამეშია. საქმე ეხება გამა-გამოსხივებას.


„ათწლეულების განმავლობაში ვეჭვობდით, რომ გამა-გამოსხივების წყარო ნეიტრონულ ვარსკვლავთა შეჯახება იყო. გასაოცარი მონაცემების შედეგად, ამ კითხვაზე პასუხი ამჯერად უკვე გვაქვს", - ამბობს პროექტის მეცნიერი ჯული მაკენერი NASA-ს გოდარდის კოსმოსურ ფრენათა ცენტრიდან.



და ბოლოს, კიდევ ერთხელ დამტკიცდა, რომ აინშტაინი მართალი იყო.


„კიდევ ერთხელ დავრწმუნდით, რომ გრავიტაციული ტალღებისა და სინათლის სიჩქარე ერთი და იგივეა, რაც საბოლოოდ ადასტურებს აინშტაინის უმთავრეს პროგნოზს, რომელიც მან 1915 წელს გააკეთა", - ამბობს მელბურნის უნივერსიტეტის მკვლევარი ენდრიუ მელატოსი.


შეჯახებაზე დაკვირვებები მომდევნო კვირებსა და თვეებშიც გაგრძელდება, რათა უფრო მეტი ცნობა მივიღოთ კილონოვას შესახებ. 


მოვლენის შესახებ დოკუმენტებს აქვეყნებს მთელი მსოფლიოს არაერთი ობსერვატირია და ინსტიტუცია, რადგან შესასწავლია ძალიან ბევრი ასპექტი. 


„ეს მოვლენა გასაოცრად მდიდარია მრავალმხრივ - დაწყებული ნეიტრონული ვარსკვლავების შიდა სტრუქტურის მუშაობისა და მათი გამოსხივების დეტალური მოდელებით, დამთავრებული უფრო ფუნდამენტური ფიზიკით, როგორიცაა მაგალითად, ზოგადი ფარდობითობა. ეს გახლავთ საჩუქარი, რომელიც კიდევ მრავალ სხვა საჩუქარს გვიმზადებს", - აღნიშნავს LIGO-ს პრესსპიკერი დევიდ შუმეიკერი. 


 

წყარო : wyaro
right_banner
big_banner
არქივი