На 17 август голем дел од астрономите ширум светот, вклучувајќи нè и нас, добија порака од LIGO дека е забележан уште еден извор на гравитациски бранови. Сите опсерватории на Земјата и во орбита околу Земјата го насочија натаму погледот наоѓајќи знаци од експлозија од таканаречената килонова. Оваа килонова, во галаксија оддалечена 130 милиони светлосни години од Земјата, произлегла од експлозијата на две неутронски ѕвезди кои се споиле една во друга. Овој спој е препратен со гравитациски бранови и, што е уште поинтересно, со електромагнетно зрачење. Првиот електромагнетски сигнал е забележан од вселенскиот телескоп Ферми, кој, независно од откривањето на гравитацискиот бран, собрал блесок од гама-зраци формирани само две секунди по спојувањето на неутронските ѕвезди.

Што е LIGO?

Оваа година Нобеловата награда по физика се додели на Рајнер Ваис, Бери Бериш и Кип Торн за нивниот одлучувачки придонес во изградбата на детекторот на гравитациски бранови (LIGO) и набљудувањето на истите. LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory е опсерваторија за гравитациски бранови базирана на принципот на ласерска интерферометрија) е најчувствителната машина за мерење на растојанието помеѓу две фиксни точки на површината на Земјата коешто човештвото кога било ја конструирало. LIGO користи систем од огледала и ласерски зраци за да го измери растојанието помеѓу огледала поставени под прав агол во однос на примопредавателот. Тоа се прави со помош на техника на интерферометрија, посебно изведено комбинирање на зрачењето од двата снопа на ласери.

Што се гравитациски бранови?

Според општата теорија на релативитетот на Ајнштајн, гравитацијата е геометриски ефект, односно таа може да се објасни како искривување на континуумот составен од она што ние во секојдневието го перципираме како тродимензионалниот простор во кој што живееме и времето кое чувствуваме дека без прекин тече линеарно и еднонасочно. Причината за закривувањето на простор-времето е концентрацијата на маса/енергија во одредени точки. Далеку од масивните тела во космосот, простор-времето е рамно, т.е. гравитациското влијание на небесните тела е многу мало. Понекогаш, ненадејни преместувања на многу масивни тела (на пример судир на ѕвезди или експлозии на ѕвезди) предизвикуваат нарушувања во рамното простор-време. Овие осцилации се движат со брзина на светлината и ги нарекуваме гравитациски бранови. Далеку од нивниот извор, тие се многу слаби; на пример, GW170817 предизвика поместување помеѓу огледалата на LIGO (поради промена на растојанието помеѓу нив предизвикана од поминувањето на гравитацискиот бран низ Земјата) споредливо со димензиите на еден протон!

Што се неутронски ѕвезди? Неутронските ѕвезди се всушност остатокот од одреден вид експлозии на супернови, а како супернови експлодираат ѕвездите кои имаат многу голема маса за разлика од нашето Сонце. Неутронските ѕвезди, како што кажува името, се состојат целосно од неутрони и се неверојатно густи! Замислете дека една типична неутронска ѕвезда има маса како таа на Сонцето, а нејзиниот радиус е само 10-тина километри!

LIGO ја следеше последната фаза од процесот пред да се судрат неутронските ѕвезди доста долго, многу подолго отколку при претходните судири на црни дупки. Точната форма на гравитацискиот бран ќе ни каже многу за тоа како неутронските ѕвезди се деформираа пред да се судрат, а тоа открива важни информации за нивната внатрешна структура.

Што е килонова? Кога се судираат две неутронски ѕвезди, тие создаваат експлозија наречена килонова, за која досега астрономите никогаш не биле сведоци. Килоновата произведува гама-зраци, но исто така ги содржи и вистинските состојки и енергија потребни за создавање тешки елементи, како злато, платина и ураниум. Така што, златото кое се наоѓа во вашиот накит, најверојатно, било произведено при експлозијата на килонова!

Зошто е ова интересно и важно откритие?  Овој настан, наречен GW170817, веројатно обезбедува уште поголемо богатство од претходните откритија на гравитациски бранови кои доаѓаа од спојувањето на две црни дупки. Возбудливиот аспект на GW170817 е дека беше придружен со силни електромагнетни сигнали. Ова значи дека, за првпат, откритието на гравитациски бранови се поврза со другиот дел од астрономијата. Како резултат на тоа, во еден удар, настанот обезбедува тестови на алтернативни теории за гравитација; го објасни потеклото на кратките блесоци во гама-зраците; и обезбеди силни докази на кој начин се формираат барем некои од тешките елементи во универзумот (оние многу потешки од железото). Исто така, важно е да се спомене, за да се дојде до ова откритие, беше потребна работа на илјадници астрофичари кои работат заеднички, низ целиот свет.

Белешка за авторите на оваа статија:

• Тања Петрушевска моментално работи како астрофизичар на универзитетот во Нова Горица, Словенија. Докторатот по физика го одбрани на Универзитетот во Стокхолм, со тема на истражување на супернови. Магистерските и дипломските студии ги заврши во Болоња и Трст, а доаѓа од Скопје. Освен тоа што се занимава со истражување, таа работи како асистент и учествува во проекти за популаризацијата на (астро)физиката кај младите. Таа е член на GROWTH: Global Relay of Observatories Watching Transients Happen, интернационалната мрежа на телескопи кои ги следат експлозиите на небото.
• Александар Шулевски моментално работи како астроном ангажиран во поддршка на научната експлоатација на радиоинтерферометарот на ниски радиофреквенции, телескопот LOFAR, при институтот за радиоастрономија ASTRON во Двингелоу, Холандија. За жал, LOFAR не беше во состојба да го детектира радиозрачењето настанато како последица на сударот на двете неутронски ѕвезди. Изворот на зрачење не беше возможно да се набљудува од локацијата на LOFAR, но при следниот ваков настан LOFAR ќе биде во состојба да го измери радиозрачењето на ниски фреквенции и даде вредни информации за условите кои ги генерираат радиобрановите (под претпоставка дека изворот на гравитациски бранови ќе се наоѓа на северното небо) .

Докторската дисертација од областа на изучување  активни галактички јадра на ниски радиофреквенции ја одбрани на универзитетот во Гронинген, Холандија. Магистерските и додипломските студии по астрономија ги заврши на универзитетот Лајден во Холандија, а додипломските студии по електроника и телекомуникации на електротехничкиот факултет во Скопје, Македонија. Родум од Битола, ангажиран е во популаризација на астрономијата (во Македонија преку организацијата „Наука за сите“) и е еден од основачите на астрономското друштво во Битола.