Tyngdebølger, gammaglimt og kilonova

Af: Kasper Elm Heintz, Ph.D. studerende og administrator i Astronomisk Ungdom, mail: heintz (a) dark-cosmology.dk

ESO (European Southern Observatory)  offentliggjorde den 16. oktober 2017 at man for første gang har målt først tyngdebølger og gammaglimt fra samme begivenhed i rummet. Strålerne kom sammen med en kilonovaeksplosion i forbindelse med sammensmeltningen af to neutronstjerner i en galakse 140 millioner lysår væk, og begivenheden er navngivet GW170817.

Mere end 3000 astronomer var med til at gøre denne storslåede opdagelse og blandt dem var Astronomisk Ungdoms administrator, Kasper Elm Heintz samt Astronomisk Selskabs næstformand, Johan Fynbo. Kasper er til dagligt Ph.D studerende på DARK Cosmology Center i København, hvor også Johan er professor i astronomi. Observationerne af kilonovaen kan fortælle os, hvordan tunge grundstoffer så som guld bliver dannet – og så er opdagelsen samtidigt et fantastisk eksempel på, hvad nutidens teleskoper og detektorer er i stand til.

Det er ikke nemt at måle tyngdebølger! Først skal tyngdebølge-detektorerne LIGO og Virgo (placeret i hhv. USA og Italien) måle en forvrængning i rumtiden, som skal være mindre end en tusindedel af diameteren på en enkelt proton. Hvis alle detektorerne måler det samme signal, bliver resultatet efterfølgende sendt ud til alle de astronomer verden rundt, som er klar nat og dag til at observere disse nye spændende fænomener. Johan og Kasper er begge en del af et hold, der holder øje med signaler fra blandt andet supernovaer, gammaglimt og nu også kilonovaer døgnet rundt.

Ud fra selve målingen af tyngdebølgerne er det muligt at bestemme hvor meget hver af de to neutronstjerner vejer. Det viste sig, at neutronstjernerne i GW170817 begge vejede omkring én til to gange Solens masse. Ud fra hvor hurtigt de drejede rundt om hinanden i slutfasen inden sammensmeltningen kan man med stor sikkerhed sige, at det har været to neutronstjerner og ikke f.eks. to sorte huller eller hvide dværge.

Lidt under 2 sekunder efter tyngdebølgerne blev målt, observerede to satelliter et kort glimt af gammastråling fra samme sted på himlen. Gammaglimt er velkendte astronomiske fænomener, som vi er i stand til at måle ca. én til to gange om ugen. Efter at have observeret flere 100 af den slags ved vi, at der findes korte (under 2 sekunder) og lange (over 2 sekunder) gammaglimt. Selvom grænsen er lidt løs mellem de to, så mener vi at de opstår fra to helt forskellige begivenheder. De lange gammaglimt observeres størstedelen af gangene, og man mener at disse bliver udsendt, når en stor og massiv stjernes kerne kollapser. De korte gammaglimt, derimod, har man været mindre sikker på, men flere forskere har en teori(!) om, at de kunne komme fra to neutronstjerner, der støder sammen. Det har vi nu et klart bevis på!

Den efterfølgende kilonova blev i alt observeret af flere end 70 jord- og rumbaserede teleskoper verden rundt. Ved at sende kilonovaens lysstråler gennem en form for prisme, er det muligt at sige hvor meget lys, der udsendes ved forskellige bølgelængder: altså om kilonovaen lyser kraftigst i ultraviolet, visuelt eller infrarødt lys. Denne metode hedder spektroskopi og for GW170817 blev spektrummet taget af mange forskellige teleskoper fra 36 timer op til flere uger efter kilonovaen eksploderede. Ved at studere disse spektra nøje, kan forskerne finde ud af hvilke typer grundstoffer, der blev dannet ved sammensmeltningen af de to neutronstjerner. Det viser sig at tunge grundstoffer, som fx guld, i langt størstedelen af tilfældene bliver dannet under sådan voldsom kollision. Mange af de tunge grundstoffer, der bliver dannet i processen, er dog yderst radioaktive – de mest radioaktive typer måler vi og beskriver som en kilonova.

Reklamer

Skriv et svar

Udfyld dine oplysninger nedenfor eller klik på et ikon for at logge ind:

WordPress.com Logo

Du kommenterer med din WordPress.com konto. Log Out /  Skift )

Google+ photo

Du kommenterer med din Google+ konto. Log Out /  Skift )

Twitter picture

Du kommenterer med din Twitter konto. Log Out /  Skift )

Facebook photo

Du kommenterer med din Facebook konto. Log Out /  Skift )

w

Connecting to %s