Τώρα που έχουμε αστρονομία βαρυτικών κυμάτων, μπορούμε να μελετήσουμε ισχυρά κατακλυσμιαία γεγονότα, όπως τη συγχώνευση δύο γιγάντιων αστρονομικών σωμάτων. Οι πρώτες παρατηρήσεις των βαρυτικών κυμάτων είδαν μαύρες τρύπες, αλλά τον Αύγουστο του 2017 παρατηρήσαμε βαρυτικά κύματα από τη συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων. Αυτό μας επέτρεψε να μελετήσουμε πώς αυτά τα αστέρια νετρονίων μπορούν να παράγουν μαύρες τρύπες.
Από καιρό πιστεύαμε ότι δύο μεγάλα αστέρια νετρονίων θα μπορούσαν να συγχωνευθούν για να δημιουργήσουν μια μαύρη τρύπα. Αλλά δεν μπορούσαμε να είμαστε απολύτως βέβαιοι. Θεωρητικά, ένα αστέρι νετρονίων με αρκετή μάζα θα καταρρεύσει κάτω από το δικό του βάρος. Αλλά το ανώτατο όριο για τη μάζα ενός άστρου νετρονίων εξαρτάται από τη σύνθεσή του, κάτι που ακόμα δεν καταλαβαίνουμε πλήρως. Η καλύτερη θεωρία που έχουμε έχει θέσει το ανώτατο όριο σε περίπου 2.2 ηλιακές μάζες, αλλά θα μπορούσε να έχει μεγαλύτερη μάζα. Έτσι, όταν δύο άστρα νετρονίων συγχωνεύονται θα μπορούσαν να παράγουν μια μαύρη τρύπα, αλλά θα μπορούσαν επίσης να παράγουν κι ένα μεγαλύτερο αστέρι νετρονίων.
Η συνδυασμένη μάζα αυτών των δύο άστρων νετρονίων που συγχωνεύθηκαν το 2017 ήταν περίπου 2.7 ηλιακές μάζες. Είναι θεωρητικά αρκετή μάζα για να παράγει μια μαύρη τρύπα, αλλά κάποια από τη μάζα δραπετεύει κατά τη σύγκρουση. Αυτή η συγκεκριμένη συγκέντρωση δημιούργησε μια έκρηξη ακτίνων γάμμα , απελευθερώνοντας μια τεράστια ποσότητα ενέργειας. Έτσι, η τελική μάζα μετά τη σύγκρουση είναι στην ανώτερη περιοχή ενός πιθανού αστέρα νετρονίων, αλλά ακόμα πάνω από το όριο του καλύτερου μοντέλου μας.
Για να προσδιοριστεί αν η συγκέντρωση αυτών των δύο άστρων παρήγαγε ένα αστέρι νετρονίων ή μια μαύρη τρύπα, οι αστρονόμοι παρατήρησαν το αντικείμενο με το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra . Όταν σχηματίζεται ένα αστέρι νετρονίων, η περιστροφή του άστρου δημιουργεί ένα τεράστιο μαγνητικό πεδίο. Αυτό με τη σειρά του διεγείρει φορτισμένα σωματίδια κοντά στο αστέρι νετρονίων, δημιουργώντας μια ισχυρή πηγή ακτίνων Χ. Αντίθετα, ο σχηματισμός μιας μαύρης οπής μπορεί να θερμάνει το περιβάλλον υλικό για να παράγει ακτίνες Χ, αλλά οι ακτίνες Χ εξασθενίζουν καθώς το υλικό κρυώνει. Έτσι μια ισχυρή πηγή ακτίνων Χ θα έδειχνε ένα αστέρι νετρονίων, ενώ οι πιο αχνές ακτίνες Χ θα έδειχναν μια μαύρη τρύπα.
Το παρατηρητήριο ακτίνων-Χ Chandra παρακολούθησε μια αρχική αύξηση των ακτίνων Χ μετά τη συγχώνευση, αλλά αυτά συμβαδίζουν με το υλικό που θερμαίνεται από ένα κύμα κλονισμού από μια νέα μαύρη τρύπα. Μέχρι στιγμής, η πηγή ακτίνων Χ δεν έχει ενισχυθεί στο επίπεδο που αναμένεται αν υπήρχε ένα αστέρι νετρονίων.
Έτσι φαίνεται ότι τα αστέρια νετρονίων παρήγαγαν μια μαύρη τρύπα. Και όλα ξεκίνησαν με μια ανακοίνωση γέννησης που μας έφτασε από τα βαρυτικά κύματα.
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου