Być może wkrótce wykryjemy fale grawitacyjne od umierających gwiazd

Naukowcy odkryli ekscytujące nowe źródło fal grawitacyjnych. To pozostałość po eksplozji supernowej i może ujawnić sekrety działania tych eksplozji.

Do tej pory detektory fal grawitacyjnych zidentyfikowały tylko jeden rodzaj fal grawitacyjnych. Są to typy emitowane przez dwa łączące się ciała poruszające się spiralnie w górę, aby zderzyć się ze sobą. Tego typu sygnały są bardzo krótkie, bardzo silne i asymetryczne, co oznacza, że ​​są silniejsze w jednym kierunku niż w drugim. Dzięki temu są bardzo łatwe do wykrycia za pomocą naszej obecnej generacji detektorów.

Wiele źródeł generuje fale grawitacyjne w całym wszechświecie. Wybuchy supernowych należą do najbardziej ekscytujących. Obecnie nie rozumiemy, w jaki sposób gwiazdy przekształcają się i eksplodują. Fale grawitacyjne mogą zapewnić unikalne okno do jąder gwiazd podczas ich eksplozji. Ale tego typu eksplozje są zwykle niewiarygodnie krótkie i sferycznie symetryczne, co oznacza, że ​​są poza zakresem badań nowej generacji detektorów fal grawitacyjnych.

Ale badacze badający naturę fal grawitacyjnych emitowanych przez wybuchy supernowych dokonali interesującego odkrycia.

„Kiedy obliczałem fale grawitacyjne z okolic czarnej dziury, znalazłem inne źródło, które zakłóciło moje obliczenia – kokon” – powiedział Northwestern. Rudy Gottliebktóry prowadził Nowe badanie. „Próbowałem to zignorować. Ale okazało się to niemożliwe. Wtedy zdałem sobie sprawę, że kokon był ekscytującym źródłem fal grawitacyjnych.”

Naukowcy odkryli, że kokon otaczający takie eksplozje sam w sobie był źródłem fal grawitacyjnych. Te kokony tworzą się, gdy dżety umierającej gwiazdy zderzają się z otaczającą ją materią, zasadniczo wydmuchując bańkę wokół umierającej gwiazdy.

„Odrzutowiec strzela głęboko w gwiazdę, a następnie ucieka” – powiedział Gottlieb. „To tak, jakbyś wiercił dziurę w ścianie. Obracające się wiertło uderza w ścianę i gruz wylewa się ze ściany. To wiertło wydziela energię materialną. Podobnie strumień przebija gwiazdę, powodując nagrzewanie się materiału gwiazdy i wylewają się. Te szczątki tworzą gorące warstwy kokonu”.

Ponieważ te kokony są asymetryczne, możemy je wykryć za pomocą detektorów nowej generacji, które są teraz dostępne online. Być może uda się powiązać właściwości tych poczwarek z mechanizmami prowadzącymi do śmierci gwiazd.

„Na dzień dzisiejszy LIGO wykryło tylko fale grawitacyjne z układów podwójnych, ale pewnego dnia wykryje pierwsze niebinarne źródło fal grawitacyjnych” – powiedział Northwestern. Rudy Gottliebkto kierował badaniem. „Kokony to jedno z pierwszych miejsc, w których musimy szukać tego rodzaju źródeł”.

Nadal nie byliśmy w stanie zanurkować głęboko w serca gwiazd, gdy przechodzą w supernowe, ale to nowe źródło może dać nam okno.

„Zarówno dżety, jak i supernowe są bardzo energetycznymi eksplozjami” – powiedział Gottlieb. Ale fale grawitacyjne możemy wykryć tylko z asymetrycznych eksplozji o wysokiej częstotliwości. Supernowe są kuliste i mniej więcej symetryczne, więc kuliste eksplozje nie zmieniają zrównoważonego rozkładu masy w gwieździe i nie emitują fal grawitacyjnych. Rozbłyski gamma trwają dziesiątki sekund, więc częstotliwość jest bardzo mała – mniejsza niż zakres częstotliwości, na który wpływa LIGO”.

„Nasze badanie jest wezwaniem do działania, aby społeczeństwo spojrzało na poczwarki jako źródło fal grawitacyjnych” – powiedział. „Wiemy również, że poczwarki emitują promieniowanie elektromagnetyczne, więc mogą być zdarzeniami o wielu wiadomościach. Badając je, możemy dowiedzieć się więcej o tym, co dzieje się w najbardziej wewnętrznej części gwiazd oraz o właściwościach i propagacji dżetów podczas gwiezdnych eksplozji”.