W dniu 14 września 2015 r. Nasza planeta doświadczyła bardzo małej tętnienia czasoprzestrzennego, która została wykryta za pomocą laserowego obserwatorium interferometrycznej fali grawitacyjnej (LIGO). Analizując sygnał, fizycy zdali sobie sprawę, że te fale grawitacyjne zostały spowodowane przez połączenie dwóch czarnych dziur w odległości około 1,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi. To pierwsze zdarzenie wykrywania fali grawitacyjnej nosiło nazwę „GW150914”.
Obserwacja, która została ogłoszona 11 lutego z globalną pompą, nie tylko potwierdziła jedną z ostatnich prognoz Einsteina na temat 100-letniej ogólnej teorii względności, ale także pokazała, że istnieją czarne dziury o masie około 30 słonecznych i mogą okazać się bardziej powszechne przewidują nowoczesne teorie. To odkrycie jest również pierwszym kuszącym typem astronomii, który w przyszłości zmieni sposób postrzegania Wszechświata. Astronomia fal grawitacyjnych jest przesunięciem paradygmatu od widma elektromagnetycznego; Teraz możemy zobaczyć niewidzialne zdarzenia energetyczne, które wytwarzają fale grawitacyjne, ale nie mogą wytwarzać żadnych manifestacji elektromagnetycznych.
Dziś jednak NASA ogłosiła, że jej kosmiczne obserwatorium fal grawitacyjnych wykryło słaby sygnał zbliżony do przewidywanego źródła fal grawitacyjnych, co otwiera ekscytujące perspektywy na wniknięcie w istotę tej szczególnej fuzji czarnych dziur.
Teleskop promieniowania gamma NASA Fermi wykrył bardzo słaby i krótki impuls promieni rentgenowskich o wysokiej energii odpowiadający krótkiemu rozbłyskowi promieniowania gamma (lub GRB) mniej niż pół sekundy po zarejestrowanym przez LIGO GW150914. Jest to zaskakujące - założono, zgodnie z komunikatem prasowym NASA, że kiedy zderzają się czarne dziury, robią to „czysto” bez wytwarzania promieniowania elektromagnetycznego. Czy są dwa sygnały związane z jednym zdarzeniem? Czas sprawia, że jest bardzo prawdopodobne; istnieje tylko 0, 2 procent szans, że wystąpiły one na tym samym niebie w tym samym czasie, ale należały do dwóch różnych zjawisk o wysokiej energii. „To mało prawdopodobne, kuszące odkrycie może być fałszywym alarmem, ale zanim zaczniemy przepisywać podręczniki, musimy zobaczyć więcej zdarzeń związanych z falami grawitacyjnymi z połączenia czarnych dziur” - powiedział Valery Connoton, członek zespołu Burst Monitor Gamma-ray ( GBM) w National Space, Science and Technology Center w Huntsville, Alabama.
Uważa się, że większość HV powstaje, gdy masywne gwiazdy puchną po spaleniu paliwa, a następnie wybuchają, tworząc czarne dziury. Są one znane jako źródła intensywnego promieniowania „długich rozbłysków gamma”, które są wykrywane jako błysk promieni gamma i wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich emanujących z bieguna gwiazdy w momencie wybuchu. Istnieje jednak bardziej tajemniczy typ GRB z krótkim okresem (mniej niż 2 sekundy) i prawdopodobnie wiąże się on z zlepieniem czarnej dziury i gwiazdy neutronowej.
Teraz, gdy astronomowie mają dostęp do spektrum fal grawitacyjnych, prawdopodobnie odkryto prawdziwą naturę „krótkich rozbłysków gamma”.
„Dzięki jednemu wspólnemu wydarzeniu - wspólnemu wykrywaniu promieni gamma i promieni grawitacyjnych - okazuje się dokładnie, co powoduje krótki GRB” - powiedział Lindy Blackburn, student podoktorancki w Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics w Cambridge, Massachusetts i członek współpracy naukowej LIGO. „Istnieje niesamowita interakcja między dwiema obserwacjami, promieniami gamma, ujawniającymi szczegóły energii źródła i lokalnego środowiska oraz fal grawitacyjnych, zapewniając unikalny test dynamiki prowadzącej do zdarzenia”.
Sygnał fali grawitacyjnej został wygenerowany przez szybkie rozwinięcie spirali i zderzenie dwóch czarnych dziur, zdarzenia, które stworzyło słynny „tweet z czarnymi dziurami”. Jeśli jednak obserwacja teleskopu Fermiego jest tym samym wydarzeniem, astrofizycy będą musieli dowiedzieć się, jak to się dzieje. Połączenie czarnych dziur nie powinno generować znacznej ilości energii w widmie elektromagnetycznym przy braku pewnej ilości gazu w pobliżu obszaru konfluencji. Ale wydaje się, że ogromna większość gazów otaczających binarne czarne dziury zniknęłaby dawno temu. Krótko mówiąc, ten słaby sygnał GRB był zaskoczeniem, a fizycy muszą zdecydować, czy w pełni rozumiemy dynamikę fuzji czarnych dziur, czy też widzimy jakąś nową fizykę, która do tej pory pozostała ukryta.
Niezależnie od przyczyny, jest to dopiero początek ekscytującej ery astronomicznej fal grawitacyjnych, która nie tylko pozwoli nam zbadać niektóre z najbardziej ekstremalnych zjawisk we Wszechświecie, bez wątpienia odpowiadając na wiele pytań, ale także ujawni wiele nowych tajemnic kosmicznych.
