Den 14 september 2015 upplevde vår planet en mycket liten rymdtidskrypning, som detekterades med hjälp av ett laserinterferometriskt vågobservatorium (LIGO). Vid analys av signalen insåg fysiker att dessa gravitationsvågor orsakades av sammanfogningen av två svarta hål på ett avstånd av cirka 1,3 miljarder ljusår från jorden. Denna första gravitationsvågdetekteringshändelsen heter "GW150914."
Observationen, som tillkännagavs den 11 februari med en global pomp, bekräftade inte bara en av Einsteins sista förutsägelser om den 100-åriga generella relativitetsteorin utan visade också att svarta hål med en massa av cirka 30 soler existerar och kan visa sig vara vanligare än moderna teorier förutsäger. Denna upptäckt är också den första tantalizing typen av astronomi, som i framtiden kommer att förändra hur vi ser universum. Gravitationsvågsstjärnan är ett paradigmskifte från det elektromagnetiska spektrat; Nu kan vi se osynliga energihändelser som producerar gravitationsvågor, men kan inte producera några elektromagnetiska manifestationer.
Idag meddelade NASA dock att dess kosmiska observatorium för gravitationella vågor uppdagade en svag signal nära den förutspådda källan till gravitationella vågor, vilket öppnar spännande möjligheter att penetrera essensen av denna fusion av svarta hål.
NASAs Fermi gamma-strålteleskop upptäckte en mycket svag och kort spricka av röntgenstrålar som motsvarade en kort gammastrålningsbrist (eller GRB) mindre än en halv sekund efter LIGO-registrerad GW150914. Det här är förvånande - det antogs, enligt ett pressmeddelande från NASA, att när de svarta hålen kolliderar, gör de det "rent" utan att producera någon elektromagnetisk strålning. Så är det två signaler som är förknippade med en händelse? Tiden gör det mycket troligt; Det finns bara en 0, 2 procent chans att de inträffade i samma himmel samtidigt, men tillhörde två olika hög energi fenomen. "Den här låga sannolikheten för en tantaliserande upptäckt kan vara ett falskt larm, men innan vi kan börja skriva om läroböckerna behöver vi se fler händelser relaterade till gravitationella vågor från sammanslagningen av svarta hål", säger Valery Connoton, medlem av Gamma-ray Burst Monitor-laget ( GBM) vid National Space, Science and Technology Center i Huntsville, Alabama.
De flesta HVs anses vara skapade när massiva stjärnor sväller efter brinnande bränsle och exploderar för att bilda svarta hål. De är kända som källa till intensiv strålning av "långa gammastrålbyxor", som upptäcks som en blixt av gammastrålar och röntgenstrålar med hög energi som härstammar från stjärnstången vid explosionsstarten. Det finns emellertid en mer mystisk typ av GRB med en kort period (mindre än 2 sekunder) och är eventuellt associerad med sammanflödet av ett svart hål och en neutronstjärna.
Nu när astronomer har tillgång till spektrumet av gravitationella vågor, har sannolikt den sanna naturen "korta gammastrålningsutbrott" hittats.
"Med bara en gemensam händelse - den gemensamma upptäckten av gammastrålar och gravitationsstrålar - det visar sig exakt vad som orsakar den korta GRB", säger Lindy Blackburn, en postdoktorand vid Harvard-Smithsonian Center for Astrofysik i Cambridge, Massachusetts och en medlem av det LIGO-vetenskapliga samarbetet. "Det finns en otrolig växelverkan mellan två observationer, gammastrålar, som avslöjar detaljerna i källans energi och lokala miljö och gravitationsvågor, vilket ger ett unikt test av dynamiken som leder till händelsen."
Gravitationsvågsignalen genererades av snabb spiralavlöning av en spiral och kollisionen av två svarta hål, en händelse som skapade den nu kända "tweetingen av svarta hål". Men om i själva verket observationen av Fermi-teleskopet är samma händelse, måste astrofysiker räkna ut hur det händer. Sammanslagningen av svarta hål ska inte generera en signifikant mängd energi i det elektromagnetiska spektret i frånvaro av någon gas nära sammanflödesområdet. Men det verkar som om den stora delen av alla gaser som omger binära svarta hål skulle ha försvunnit för länge sedan. Kort sagt, denna svaga GRB-signal kom som en överraskning och fysikerna måste bestämma om vi fullt ut förstår dynamiken i black hole-fusioner eller vi ser en del ny fysik som hittills har varit dold.
Oavsett orsaken är detta bara början på en spännande astronomi-era med gravitationella vågor, som inte bara tillåter oss att utforska några av de mest extrema fenomenen i universum utan tvekan svara på många frågor, men kommer också att avslöja många nya kosmiska hemligheter.
