Pentru prima data in istoria astronomiei au fost detectate, de catre antenele de unde gravitationale LIGO si VIRGO, unde gravitationale rezultate din ciocnirea a doua stele de neutroni. Acest fenomen explica si generarea elementelor atomice grele, precum aurul si platina.
Acum mai bine de un an de zile prima masuratoare a undelor gravitationale rezultate din uniunea a doua gauri negre, facuta de catre antenele gravitationale americane LIGO, a starnit senzatie. De atunci au fost detectate alte unde gravitationale rezultate din contopirea a doua gauri negre. Totusi, marea parte a oamenilor de stiinta se astepta si masuratoarea undelor gravitationale care provin din ciocnirea a doua stele de neutroni. Recent, mai precis in luna august a acestui an, antenele de unde gravitationale LIGO si VIRGO au reust sa masoare pentru prima data in istoria astronomiei undele gravitationale generate de catre stelele de neutroni, marcand inceputul unei noi epoci in astronomie. Aceasta descoperire a fost facuta publica pe 16 octombrie 2017.
Pe 17 august 2017 LIGO si VIRGO au detectat undele gravitaționale rezultate in urma ciocnirii a doua stele neutronice, eveniment care a fost denumit GW170817. Ba mai mult, acest fenomen a fost observat si de catre telescoape terestre sau spatiale, care au masurat unde electromagnetice in diverse lungimi de unda care proveneau din ciocnirea acestor stele de neutroni.
Stelele de neutroni iau nastere atunci cand o stea cu masa mai mare decat cea a Soarelui ajunge la sfarsitul “vietii”, adica consuma tot combustibilul care o mentine in echilibru, un echilibru intre forta de atractie gravitationala si presiunea generata de procesele de fuziune nucleara care au loc in inima stelei. In acest moment steaua explodeaza, imprastiind in Univers mare parte din materia din care este compusa; parte din aceasta materie insa sufera un colaps gravitational in urma caruia ia nastere asa-numita stea de neutroni, o stea cu masa de 1.5-2 ori mai mare ca cea a Soarelui care are insa o raza de doar circa 10 kilometri. Densitatea materiei in interiorul acestor stele este extrema: o lingurita de stea neutronica cantareste cat un munte! La ora actuala inca nu se cunoaste cu precizie compozitia acestor stele: se consiedera ca mare parte este alcatuita din neutroni, insa ar putea exista si alte forme de materie, precum cea alcatuita din cuarci. Cele doua stele de neutroni care au dat nastere undelor gravitationale observate se afla la circa 130 milioane ani lumina fata de noi, in periferia galaxiei NGC4993. Undel gravitationae generate in faza finala de apropiere si ciocnire dintre stele au fost observate pentru o durata record de circa 100 de secunde. Ba mai mult, au fost observate si radiatii electromagnetice intense, precum raze gamma, la circa 2 secunde dupa undele gravitationale, cu ajutorul telescoapelor spatiale Fermi (NASA) si Integral (ESA). In zilele care au urmat multe alte telescoape au observat radiatii electromagnetice in diverse lungimi de unda; de la radiatie vizibila si ultraviolata, la unde radio sau radiatie in infrarosu.
Acesta masuratoare de unde gravitationale si unde electromagnetice a permis descifrarea unui mister legat de originea elementelor atomice grele, precum aurul sau platina. Aceste elemente se formeaza in urma exploziei unei supernova, insa cantitatea rezultata in urma acestor explozii nu este suficienta pentru a explica abundenta acestor elemente chimice in Univers.
Ciocnirea a doua stele de neutroni genereaza la randul ei elemente grele – acest fapt a fost confirmat de catre masuratorile efectuate in august 2017. Din ciocnirea celor doua stele de neutroni a luat nastere o cantitate de aur cam de zee ori ma mare ca masa intregului Pamant! Sub forma de pulbere de aur aceasta a fost imprastiata cu viteze foarte mari in Univers. Pe langa aur alte elemente grele, precum platina, iau nastere in aceste fenomene astronomice extrem de violente.
GW170817 a confirmat inclusiv faptul undele gravitationale se propaga cu viteza luminii, confirmand teoria relativitatii generae a lui Einstein. Antenele gravitationale au un rol deosebit de important in noua astronomie multi-mesager si in viitor vor contribui din ce in ce mai mult la intelegerea mai profunda a stelelor de neutroni, a gaurilor negre si a intregului Univers.
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro