כיצד גלי הכבידה ומחקר 'ריבוי שליחים' ישנו את האסטרונומיה

מדענים הודיעו על כך ביום שני (16 באוקטובר) עידן האסטרונומיה מרובת השליחים החל רשמית. אך מה פירוש הביטוי הזה, וכיצד הוא ישנה את לימוד הקוסמוס?

עידן חדש זה החל באיתור גלי כבידה-אדוות במרקם האוניברסאלי של זמן-חלל-שנוצרו על ידי שני כוכבי נויטרונים המתמזגים יחדיו. התנגשות זו גם פרצה באור בכל טווח אורך גל-רדיו, אינפרא אדום, גלוי, אולטרה סגול, רנטגן וגאנה-שזוהו על ידי מצפים ברחבי העולם ובחלל.

זו הפעם הראשונה שמדענים ראו גלי כבידה וגלי אור מאותו אירוע. לימוד היקום עם שני סוגי המידע השונים ביסודם זה כמו התבוננות בעולם עם מספר סוגים של קלט חושי, כגון ראייה ושמיעה - הוא מציע אפשרות להבנה עשירה יותר של העולם, אמרו חוקרים. [ כאשר כוכבי הניוטרון מתנגשים! מה טלסקופ האבל ואחרים ראו (סרטונים) ]

'זו הפעם הראשונה שהקוסמוס מספק לנו את מה שהייתי מכנה סרט מדבר', אמר דיוויד רצה, מנכ'ל מעבדת LIGO, במסיבת עיתונאים אתמול. ״ עברנו מעידן הסרטים האילמים לסרטים מדברים. במקרה זה, פסקול האודיו מגיע מ'ציוץ '[הכבידה] של כוכבי הניוטרון ... כשהם מסתובבים יחדיו ומתנגשים. והסרטון הוא בעצם האור שאנו רואים לאחר ההתנגשות״.

לורה קדונאטי, סגנית דוברת שיתוף הפעולה המדעי של LIGO, שדיברה גם היא במסיבת העיתונאים, השתמשה באנלוגיה דומה כשתיארה כיצד נראה לאסטרונומים להסתכל על היקום באור בלבד, בהשוואה לשילוב של אור וגלי כבידה.

'בעיני, זה שווה ערך למעבר מהתבוננות בתמונה בשחור-לבן של הר געש לישיבה בסרט IMAX 3D המציג את התפוצצות הר וזוב', אמר קדונאטי. '[בסרט התלת ממד], אתה מוקף בהבזקי אור ונבלע בצלילי זעם ההר געש.'

הדמיה של כוכב ניוטרון המיזוג חומר מפליט לחלל.(אשראי תמונה: מרכז טיסות החלל גודארד של נאס'א/מעבדת CI)

אירוע בלתי נתפס

התנגשות כוכבי הניוטרונים זוהתה לראשונה על ידי מצפה הכוכבים גל הכבידה לייזר (LIGO)-מה שגרם ל זיהוי ישיר אי פעם של גלי הכבידה בשנת 2015 - ומצפה גלי הכבידה של בתולה, אשר ביצע את גילויו הראשון של גלי הכבידה מוקדם יותר באוגוסט.

מצפה הכוכבים הראשון המבוסס על אור שזיהה אות הקשור לאות גל הכבידה היה טלסקופ החלל קרני גמא של פרמי, אשר צפה בהתפרצות קרני גמא (GRB). הבזקי אור קצרים אלה הם הפיצוצים האנרגטיים ביותר ביקום, אך פרמי מזהה אחד מהם, בממוצע, בערך פעם ביום, על פי נאס'א. לחוקרים אין דרך לקבוע מיד איזה אירוע מייצר את האור.

LIGO ו- Virgo, לעומת זאת, יכולים לזהות את סוגי האובייקטים היוצרים את אותות גל הכבידה שמכשירים אלה מזהים. מדענים רבים אמרו כי ה- GRB הקשור למיזוג כוכבי הנייטרונים ב -17 באוגוסט לא היה ראוי לציון בפני עצמו, ואין שום סיבה מיוחדת לאסטרונומים אחרים ללכת ולצפות בו באורכי גל שונים. רק בגלל אות גל הכבידה הסתכלו תצפיות אחרות על אירוע זה, וגילו אוצר של נתונים.

איור אמן זה מציג שני כוכבי נויטרונים (נקודות כחולות בוהקות באמצע התמונה) המתמזגים יחד ויוצרים סילוני חומר ואור. האירוע נראה לראשונה על ידי מצפה גלי כבידה, ולאחר מכן נחקר על ידי תצפיות מבוססות אור.(אשראי תמונה: מרכז טיסות החלל גודארד של נאס'א/מעבדת CI)

בין הממצאים המדעיים העיקריים שדווחו עד כה בולטות שתי תוצאות מרכזיות. ראשית, שזוהי ההתבוננות הישירה הראשונה במיזוג כוכבים נייטרונים כפולים, והתצפיות אישרו כי אירועים אלה מייצרים יסודות כבדים יותר מעופרת, כולל דברים כמו פלטינה וזהב. שנית, תצפיות באירוע אישרו גם כי מיזוגים של כוכבי נויטרונים מייצרים התפרצויות קרני גמא (GRB), השערה שעדיין לא אושרה, לדברי ג'ולי מקנרי, מדענית הפרויקטים של פרמי, שדיברה במהלך מסיבת העיתונאים.

התצפיות המשותפות של שני המצפים המבוססים על אור והן על בסיס גל כבידה 'חשפו פרטים שמעולם לא ראינו באירועים אסטרונומיים', לדברי ניאל טנביר, פרופסור לאסטרופיזיקה באוניברסיטת לסטר, שדיברה. במסיבת העיתונאים. טנביר, החוקר כוכבי נויטרונים, אמר כי הוא ועמיתיו ימשיכו ללמוד את הנתונים מהאירוע הזה במשך חודשים או אולי אפילו שנים.

ג'ים אולווסטד, עוזר מנהל בפועל למדעי המתמטיקה והפיזיקה בקרן הלאומית למדעים, אמר כי 'עשרות, אם לא מאות' מאמרים מדעיים כבר הוגשו או יוגשו בקרוב לפרסום בהתבסס על תצפיות האירוע.

'כולם כאן למעלה צריכים להיות אסירי תודה לאסטרונומים של גל הכבידה', אמר ריאן פולי, ופרופסור לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה באוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז, אמר על חבריו למדענים במסיבת העיתונאים. ״זו הייתה מתנה מדהימה. למדנו הרבה על היקום״.

סימולציה זו מציגה סילוני חומרים שנפלטו לחלל על ידי מיזוג כוכבי נויטרונים.(אשראי תמונה: מרכז טיסות החלל גודארד של נאס'א/מעבדת CI)

כולם עצרו להסתכל

רמת תשומת הלב הניתנת לאירוע ה -17 באוגוסט על ידי הקהילה האסטרונומית הבינלאומית ממחישה את ההשפעה של תצפית מרובת שליחים זו.

בסך הכל דיווחו 70 תצפיות על ביצוע תצפיות על אירוע ה- 17 באוגוסט. מצפה כוכבים אלה פזורים בכל שבע היבשות (כולל אנטארקטיקה) ובחלל; הם מכסים גם כל טווח אורך גל, כולל רדיו, אינפרא אדום, גלוי, אולטרה סגול, רנטגן וקרינת גמא. מאמר סקירה המתאר את התוצאות העיקריות מהתצפיות המבוססות על אור אלה, שפורסם ב- The Astrophysical Journal Letters, מצטט 3,500 מחברים.

'זה היה המקבילה האסטרונומית לעצור את התנועה', אמר אנדי האוול, מדען צוות במצפה לאס קומברס ומחבר משותף בעיתון על מיזוג כוכבי הניוטרונים, במהלך מסיבת העיתונאים. 'כולנו עצרנו כדי להסתכל.'

ה מצפה הכוכבים הדרומי באירופה , המנהלת יותר מעשרה טלסקופים בחצי הכדור הדרומי, ערכה תצפיות משמעותיות באירוע ה -14 באוגוסט עם 'לא פחות מ -14 מכשירים שונים על 10 טלסקופים שונים', אמר טנביר.

'אנו חושבים שזה הופך אותו לקמפיין המעקב האסטרונומי הגדול והמסובך ביותר שנערך, ובוודאי בפרק זמן כה קצר', אמר.

LIGO וגם בתולה עוברים כעת שדרוגים שיגדילו עוד יותר את הרגישות שלהם (ובכך את נפח השמים הכולל שהם יכולים לחפש), מה שאמור להגדיל את מספר האירועים שהם מזהים. כמה מהחוקרים במסיבת העיתונאים אמרו שהם צופים שאפילו טלסקופים נוספים ינצלו את ההזדמנות כדי לצפות באירועים אלה.

'אני חושב שהציפייה שלנו היא שיהיו עוד הרבה אירועים בעתיד ... וזה גם מתגמל מאוד לחשוב וגם מפחיד, בהתחשב בכל המאמץ שהושקע באירוע האחד הזה', אמר אדו ברגר, פרופסור לאסטרונומיה באוניברסיטת הרווארד. 'אני חושב שיהיו יותר אנשים שיצטרפו למסיבה הזו'.

עקוב אחר Calla Cofield @callacofield . עקוב אחרינו @Spacedotcom , פייסבוק ו Google+ . מאמר מקורי בנושא guesswhozoo.com .