Πιθανή ανίχνευση στο μέλλον βαρυτικών κυμάτων

Πηγή: New Scientist, 1 Ιουνίου 2005

Δύο σβησμένα άστρα, που τους έχουν τελειώσει τα καύσιμα τους, κινούνται σπειροειδώς το ένα προς το άλλο τόσο γρήγορα που μπορούν να παραμορφώσουν τον χωροχρονικό ιστό περισσότερο από οποιαδήποτε άλλη πηγή κοντά στη Γη, προτείνουν νέες παρατηρήσεις. Μια μελλοντική διαστημική αποστολή μπορεί να ανιχνεύσει αυτούς τους κυματισμούς - ή τα κύματα της βαρύτητας - στα προσεχή 10 χρόνια.

Τεράστια αντικείμενα, όπως είναι οι μαύρες τρύπες και τα πυκνά κατάλοιπα των άστρων, θεωρούνται ότι μπορούν να ελευθερώσουν βαρυτικά κύματα καθώς κινούνται σε τροχιά το ένα ως προς το άλλο. Η δημιουργία βαρυτικών κυμάτων τα αναγκάζει να χάσουν ενέργεια και να πέσουν προς το εσωτερικό έως ότου συγκρουστούν και συγχωνευτούν - εξαπολύοντας ακόμη περισσότερη και ισχυρότερη βαρυτική ακτινοβολία.

Αν και η θεωρία τα προβλέπει,  ακόμα κανένα τέτοιο κύμα δεν έχει ανιχνευθεί. Αλλά οι νέες παρατηρήσεις με το παρατηρητήριο των ακτίνων X Chandra μπορεί να προσδιόρισαν τον πλέον πιθανό υποψήφιο για μια μελλοντική ανίχνευση. Το διαστημικό τηλεσκόπιο επιβεβαίωσε αυτό που οι προηγούμενες παρατηρήσεις υποδεικνύουν, ότι δηλαδή δύο λευκοί νάνοι - τα γνωστά νεκρά άστρα - στρέφονται το ένα γύρω από το άλλο κάθε 321,5 δευτερόλεπτα.

Ο Tod Strohmayer, αστροφυσικός στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA στο Μέρυλαντ, χρησιμοποίησε το Chandra για να αποκαλύψει ότι η εκπομπή ακτίνων X από το ζευγάρι μεταβάλλεται ανάλογα με αυτό τον χρόνο - και επιταχύνεται βαθμιαία. Ο Strohmayer νομίζει ότι η εκπομπή προέρχεται από την ελάττωση της ύλης καθώς φεύγει από το ένα αστέρι και πηγαίνει στο άλλο, και δηλώνει ότι τα αστέρια μπορούν να έρχονται κοντά το ένα στο άλλο με ταχύτητα, περίπου, 3 εκατοστά την ώρα.

Ο Strohmayer, παρουσίασε τις παρατηρήσεις του Chandra σε μια συνεδρίαση της Αμερικανικής Αστρονομικής Ένωσης στη Μινεάπολη της Μινεσότα.

Αστρικά πτώματα

Το ζεύγος των άστρων, που λέγεται RX J0806.3+1527, εμφανίζεται να είναι σε απόσταση ακριβώς 80.000 χιλιόμετρα - πέντε φορές πιο κοντά από την απόσταση μεταξύ της γης και του φεγγαριού. Το γεγονός αυτός τα κάνει να έχουν την πιο μικρή απόσταση,  ανάμεσα σε περίπου 10 γνωστά δυαδικά συστήματα λευκών νάνων.

"Είναι είτε το συμπαγέστερο γνωστό δυαδικό σύστημα είτε ένα από τα πιο ασυνήθιστα συστήματα που έχουμε δει ποτέ", λέει ο Strohmayer. Το ζευγάρι των άστρων βρίσκεται ακριβώς σε μια απόσταση 1600 ετών φωτός από τη γη.

Άλλοι, πυκνότεροι, τύποι αστρικών πτωμάτων - τα γνωστά άστρα νετρονίων - είναι πιθανά πιο ισχυρές πηγές βαρυτικών κυμάτων. Αλλά τα ζεύγη αυτών των αστεριών είναι σπανιότερα, είναι δε τρία γνωστά τέτοια ζεύγη μόνο. Και τα τρία ζεύγη είναι τουλάχιστον δεκάδες φορές πιο μακριά  από τη γη - και το ένα από το άλλο - από το RX J0806.3+1527.

Αυτό σημαίνει ότι το κοντινότερο δυαδικό σύστημα των λευκών νάνων μπορεί να είναι η ισχυρότερη πηγή βαρυτικών κυμάτων, που μπορούν να ανιχνευτούν από τους αστρονόμους. "Υπάρχουν κι άλλα ζευγάρια λευκών νάνων εκεί έξω", λέει ο Matthew Benacquista, αστροφυσικός στο πολιτειακό πανεπιστήμιο της Μοντάνα. 

Ο ίδιος αναφέρει ότι οι επίγειοι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων θα ήταν σε θέση να αποκαλύψουν αυτά τα σήματα, στα τελευταία δευτερόλεπτα προτού να συγκρουστεί ένα ζεύγος άστρων νετρονίων. Αλλά ένας μελλοντικός διαστημικός ανιχνευτής βαρυτικών κυμάτων, το LISA (Διαστημική Κεραία με Συμβολόμετρο Λέιζερ), πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει τα βαρυτικά κύματα, συχνότητας χιλιάδες φορές χαμηλότερη από αυτή των επίγειων οργάνων..

Αυτό σημαίνει ότι το LISA πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνεύσει τα κύματα βαρύτητας που διαρρέουν από αυτό το ζεύγος των λευκών νάνων. Το φαινόμενο πρέπει να παρουσιαστεί ως μια μικρή αλλαγή στην απόσταση ανάμεσα στα τρία σκάφη του στολίσκου LISA.

Το LISA θα μπορούσε να προωθηθεί περίπου το 2012  και θα είναι μια συμπαραγωγή των ΗΠΑ και της Ευρώπης. Και μέχρι τότε όλοι περιμένουν να έχουν ανακαλυφθεί ακόμα πιο ογκώδη ζεύγη λευκών νάνων - που θα παράγουν ακόμα πιο ισχυρά κύματα βαρύτητας.

Κι αυτό γιατί οι αστρονόμοι μπορούν να ανιχνεύσουν μόνο την ακτινοβολία που διαφεύγει, καθώς ύλη από τον ένα κινείται προς τον άλλο λευκό νάνο. "Μπορεί να υπάρχει κανένα ζεύγος που δεν έχει αρχίσει ακόμα να ανταλλάσσει μάζα και έτσι εμείς δεν μπορούμε να το δούμε",  είπε ο Benacquista.