Gamma-ray burst-detektering lige hvad OSU-forskere udelukkende forudsagde

Mere end en måned før en spilskiftende detektion af en kort gammastrålesprængning - et fund annonceret i dag - forudsagde forskere ved Oregon State University en sådan opdagelse.

Forskere fra amerikanske og europæiske samarbejder konvergerede i National Press Club i Washington, D.C., i dag for at sige, at de har opdaget et røntgen-/gammastråleflash, der faldt sammen med et udbrud af gravitationsbølger, efterfulgt af synligt lys fra en ny kosmisk eksplosion kaldet en kilonova.

Gravitationsbølger blev først opdaget i september 2015, og det var også en begivenhed med rødt bogstav i fysik og astronomi; den bekræftede en af ​​hovedforudsigelserne i Albert Einsteins generelle relativitetsteori fra 1915 og fik en Nobelpris til de videnskabsmænd, der opdagede dem.

"En samtidig påvisning af gammastråler og gravitationsbølger fra samme sted på himlen er en vigtig milepæl i vores forståelse af universet, " sagde Davide Lazzati, en teoretisk astrofysiker ved OSU College of Science. "Gammastrålerne giver mulighed for en præcis lokalisering af, hvor gravitationsbølgerne kommer fra, og den kombinerede information fra gravitations- og elektromagnetisk stråling gør det muligt for forskere at undersøge det binære neutronstjernesystem, der er ansvarligt på hidtil usete måder. Vi kan fortælle ting som hvilken galakse bølgerne kommer fra, hvis der er andre stjerner i nærheden, og om gravitationsbølgerne efterfølges af synlig stråling efter et par timer eller dage."

Samarbejdspartnere fra Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, kendt som LIGO, og European Gravitational Observatorys Jomfru-hold den 17. august, 2017, opdagede gravitationsbølger - krusninger i rumtidens stof - frembragt ved koalescensen mellem to neutronstjerner.

Omtrent to sekunder senere, NASAs Fermi Gamma-ray rumteleskop registrerede et kort glimt af røntgen- og gammastråler fra samme sted på himlen.

"Fermi-transienten er mere end 1, 000 gange svagere end et 'normalt' kort gammastråleudbrud og har de egenskaber, som vi forudsagde, "Sagde Lazzati." Der var ikke foretaget andre forudsigelser om sådanne blink. Næsten bare med pen og papir, vi kunne sige hej, vi kan se udbruddene, selvom de ikke er i en konfiguration, der gør dem indlysende."

Den 6. juli Lazzatis team af teoretikere havde udgivet et papir, der forudsagde, at i modsætning til tidligere skøn fra astrofysiksamfundet, korte gammastråleudbrud i forbindelse med gravitationsemissionen af ​​binær neutronstjernesammensmeltning kunne detekteres - uanset om gammastråleudbruddet pegede mod Jorden eller ej.

Avisen optrådte i journalen Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

"Røntgen- og gammastråler er kollimeret, som lyset fra et fyrtårn, og kan kun detekteres, hvis strålen peger mod Jorden, "Sagde Lazzati." Gravitationsbølger, på den anden side, er næsten isotrope og kan altid påvises. Vi hævdede, at interaktionen mellem den korte gammastrålestråle og dens omgivelser skaber en sekundær emissionskilde kaldet kokonen. Kokonen er meget svagere end fjernlyset og kan ikke detekteres, hvis fjernlyset peger mod vores instrumenter. Imidlertid, det kunne detekteres for nærliggende bursts, hvis stråle peger væk fra os. "

Siden den første gravitationsbølge opdagelse, der har været yderligere tre bekræftede påvisninger, inklusive den fra august, der i fællesskab blev set af forskere fra LIGO- og Jomfru-grupperne.

"Alle observationer indtil den sidste var fra sammensmeltningen af ​​binære sorte hul-systemer, " sagde Lazzati. "Selvom disse systemer er interessante, de er mørke i enhver anden form for stråling og relativt lidt kan forstås fra dem sammenlignet med binære neutronstjernesystemer.

"Det er et virkelig heldigt sæt omstændigheder for en teoretiker, hvor du har en arbejdsteori at bruge til at lave forudsigelser og nye instrumenter såsom LIGO og Jomfruen kommer online for at teste dem, "Lazzati sagde." Forskere laver ikke forudsigelser, fordi vi vil have ret - vi laver forudsigelser, fordi vi vil teste dem. Selvom vi tager fejl, vi lærer stadig noget - men det er meget mere spændende at have ret. "

Udtrykket neutronstjerne refererer til den gravitationelt kollapsede kerne af en stor stjerne; neutronstjerner er de mindste, tætteste stjerner kendt. Ifølge NASA, neutronstjerners stof er pakket så tæt, at en mængde på størrelse med sukkerterninger vejer over en milliard tons.