Afbeelding tegoed: CSIRO
Astronomen hebben een paar neutronensterren ontdekt die kunnen helpen bij het zoeken naar de lange theoretische 'zwaartekrachtgolven', die Einstein voor het eerst had voorspeld. De theorie is dat het paar energie verliest in de vorm van zwaartekrachtgolven en uiteindelijk zal vertragen en zal samensmelten met een explosie van energie. Deze nieuwe ontdekking vertelt astronomen dat deze dubbele neutronensterren vaker voorkomen dan eerder werd aangenomen, en dat nieuwe detectoren voor zwaartekrachtgolven elk jaar of twee een fusie zouden moeten lokaliseren, en niet één keer in een decennium.
Neutronensterparen kunnen samensmelten en een golf van zwaartekrachtgolven veroorzaken die ongeveer zes keer vaker voorkomen dan eerder werd gedacht, rapporteren wetenschappers in het huidige nummer van Nature [4 december]. Als dat zo is, kan de huidige generatie zwaartekrachtgolfdetectoren mogelijk zo'n twee-of-een-jaar-gebeurtenis registreren in plaats van ongeveer één keer per decennium? de meest optimistische voorspelling tot nu toe.
Zwaartekrachtgolven werden voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie. Astronomen hebben indirect bewijs van hun bestaan, maar hebben ze nog niet direct gedetecteerd.
De herziene schatting van de fusiesnelheid van neutronensterren komt voort uit de ontdekking van een dubbel neutronensterrensysteem, een pulsar genaamd PSR J0737-3039 en zijn neutronenster-metgezel, door een team van wetenschappers uit Italië, Australië, het VK en de VS met behulp van de 64 m CSIRO Parkes-radiotelescoop in Oost-Australië.
Neutronensterren zijn stadsballen van een zeer dichte, ongebruikelijke vorm van materie. Een pulsar is een speciaal type? een draaiende neutronenster die radiogolven uitzendt.
PSR J0737-3039 en zijn metgezel zijn slechts het zesde bekende systeem van twee neutronensterren. Ze liggen in onze Melkweg op 1600-2000 lichtjaar (500-600 pc).
Gescheiden door 800.000 km? ongeveer tweemaal de afstand tussen de aarde en de maan? de twee sterren draaien om elkaar in iets meer dan twee uur.
Systemen met zulke extreme snelheden moeten gemodelleerd worden met Einsteins algemene relativiteitstheorie.
? Die theorie voorspelt dat het systeem energie verliest in de vorm van zwaartekrachtgolven? zei hoofdauteur Marta Burgay, een PhD-student aan de Universiteit van Bologna.
? De twee sterren zijn in een? Dans van de dood?, Langzaam samen spiraalsgewijs.?
Over 85 miljoen jaar zullen de gedoemde sterren samensmelten, golvende ruimtetijd met een uitbarsting van zwaartekrachtgolven.
? Als de burst in onze tijd is gebeurd, kan deze worden opgevangen door een van de huidige generatie gravitatiegolfdetectoren, zoals LIGO-I, VIRGO of GEO? zei teamleider Professor Nicol? D? Amico, directeur van het Cagliari Astronomical Observatory op Sardinië.
De eerdere schatting van de fusiesnelheid van neutronensterren werd sterk beïnvloed door de kenmerken van slechts één systeem, de pulsar B1913 + 16 en zijn metgezel. PSR B1913 + 16 was het eerste relativistische binaire systeem dat werd ontdekt en bestudeerd, en het eerste dat werd gebruikt om het bestaan van gravitatiestraling aan te tonen.
PSR J0737-3039 en zijn metgezel zijn een nog extremer systeem en vormen nu het beste laboratorium voor het testen van Einsteins voorspelling van orbitale krimp.
De nieuwe pulsar verhoogt ook de fusieratio om twee redenen.
Het zal niet leven zolang PSR B1913 + 16, zeggen de astronomen. En dergelijke pulsars komen waarschijnlijk vaker voor dan die als PSR B1913 + 16.
? Deze twee effecten verhogen het fusietarief met een factor zes of zeven ,? zei teamlid Dr. Dick Manchester van CSIRO.
Maar de werkelijke numerieke waarde van die snelheid hangt af van aannames over hoe pulsars worden verdeeld in onze Melkweg.
? Onder het meest gunstige distributiemodel kunnen we met een betrouwbaarheidsniveau van 95% zeggen dat deze eerste generatie gravitatiegolfdetectoren elke één tot twee jaar een neutronensterfusie zou kunnen registreren? zei Dr. Vicky Kalogera, universitair docent natuurkunde en sterrenkunde aan de Northwestern University in Illinois, VS.
Dr. Kalogera en collega's Chunglee Kim en Duncan Lorimer hebben de binaire coalescentiepercentages gemodelleerd met behulp van een reeks aannames.
Het nieuwe resultaat is? Goed nieuws voor zwaartekrachtgolfastronomen? aldus teamlid Professor Andrew Lyne, directeur van de Jodrell Bank Observatory van de University of Manchester in het VK.
? Ze kunnen om de paar jaar een van deze kosmische rampen bestuderen, in plaats van een halve carrière te moeten wachten? hij zei.
Oorspronkelijke bron: CSIRO News Release
