15 rokov pozorovaní odhalilo „kozmickú symfóniu“: Vedci poznajú zdroj záhadného vesmírneho šumu
Vesmír je plný nízkofrekvenčných gravitačných vĺn, vytváraných neuveriteľne masívnymi čiernymi dierami.
Výskumníci z inštitútu SETI informujú o výskume observatória NANOGrav, v rámci ktorého vedci dokázali z regiónu Mliečnej dráhy vytvoriť „obrovskú anténu na gravitačné vlny“. Tento výskum pracoval s dátami získanými počas obdobia 15 rokov a ponúkol nám jedinečný pohľad na vesmír.
Štúdia je zároveň prvou, ktorá priniesla dôkazy o existencii gravitačných vĺn na veľmi nízkych frekvenciách. Vedci dokazujú, že gravitačné vlny vytvárajú „kozmickú symfóniu“ počas toho ako prechádzajú našou galaxiou. Výskum observatória NANOGrav pracoval s 68 pulzarmi, rapídne rotujúcim typom neutrónovej hviezdy. Pulzary sú známe tým, že vytvárajú pulzy radiácie s mimoriadnou presnosťou.
V rámci štúdie vedci pracovali s dátami z troch rádiových observatórií, ktorými boli Arecibo, Green Bank Telescope a Very Large Array. Dokopy analyzovali dáta získané za posledných 15 rokov. Gravitačné vlny sú niečo, čo predpovedal už Albert Einstein vo svojej teórii všeobecnej relativity. Vznikajú deformáciou časopriestoru a ako potvrdila nová štúdia, majú vplyv aj na načasovanie pulzov pulzarov. Niektoré pulzy sa vplyvom gravitačných vĺn jemne pozdržia, iné sa udejú o čosi rýchlejšie.
V roku 2020 si vedci všimli aj existenciu záhadného kozmického „šumu“ ovplyvňujúceho načasovanie všetkých sledovaných pulzarov. Výskumníci preskúmali rôzne vysvetlenia pre tento signál, ktoré ich utvrdili v tom, že pozorovaný šum skutočne existuje. S každým ďalším pozorovaním sa utvrdzovala autenticita signálu. V určitom momente sa však stopa gravitačných vĺn, predpovedaná všeobecnou relativitou, stala príliš slabá na to aby sa objavila.
Výskumníci však pulzary pozorovali 15 rokov a v rámci tohto časového úseku sa dôkazy o existencií gravitačných vĺn objavili jasne.
Neprehliadnite
„Potvrdili sme úlohu gravitačných vĺn v tomto prípade a následne sme získané dáta použili na to, aby sme zistili pravý zdroj tohto kozmického šumu. Jednou z možností je, že signál vzniká z párov supermasívnych čiernych dier, ktoré majú hmotnosti miliónov až miliárd násobku hmotnosti Slnka. Tieto masívne čierne diery okolo seba obiehajú a pritom produkujú nízkofrekvenčné gravitačné vlny, tvrdí Sarah Vigeland, vedúca výskumu.
Kozmická „symfónia“
Supermasívne čierne diery existujú podľa našich poznatkov v jadrách väčšiny galaxií. Keď sa dve galaxie zrazia, tieto čierne diery sa k sebe priblížia a začnú okolo seba obiehať. Tento „tanec“ môže podľa autorov trvať milióny až miliardy rokov. Nakoniec sa ale čierne diery aj tak zlúčia. Než k tomu dôjde, ich tanec deformuje časopriestor a vytvára gravitačné vlny šíriace sa vesmírom rýchlosťou svetla.
Vo vesmíre môže existovať množstvo takýchto zdrojov a gravitačné vlny z nich sa navzájom prekrývajú, čím vytvárajú kozmický šum. Tento šum charakteristickým spôsobom ovplyvňuje načasovanie pulzarov. Zistiť vzorec akým gravitačné vlny pulzary ovplyvňujú sa vedci pokúšali zistiť už dvadsať rokov. Výskum vedcov z NANOGrav ukázal, že vo vesmíre môžu existovať milióny párov masívnych čiernych dier, ktoré sa navzájom obiehajú.
„Je to ako kozmická symfónia a čím dlhšie budeme počúvať, tým je pravdepodobnejšie že odhalíme jednotlivé melódie tohto kozmického orchestra,“ tvrdia vedci.
Výskumníci v ďalších krokoch nájdu spôsob ako dáta gravitačných vĺn prepojiť s tým čo vieme o štruktúre a evolúcii galaxií. To by nám mohlo pomôcť lepšie pochopiť históriu vesmíru.
Komentáre