Astronomi blizu otkrića objekta koji proizvodi kontinuirane gravitacijske valove

Astronomi bi uskoro mogli otkriti prvi objekt koji proizvodi slabe, ali kontinuirane gravitacijske valove. Glavni kandidat za to u ovom trenutku je binarni sustav Scorpius X-1.

Kontinuirani gravitacijski valovi

Scorpius X-1 binarni je sustav koji sadrži neutronsku zvijezdu i malu zvijezdu pratitelja V818 Scorpii. Astronomi smatraju da bi ovaj sustav potencijalno mogao proizvoditi kontinuirane gravitacijske valove. Kontinuirani gravitacijski valovi postoje u teoriji, međutim dosad nijedan takav slučaj nije promatran. “Scorpius X-1 je jedan od glavnih kandidata za otkrivanje kontinuiranih gravitacijskih valova”, smatra profesor John Whelan sa Fakulteta matematičkih znanosti Rochester Instituta za tehnologiju.

Whelan predvodi skupinu znanstvenika pri LIGO Scientific Collaboration-u koji rade na istraživanju gravitacijskih valova. LIGO je po prvi put otkrio gravitacijske valove crne rupe 2015. godine, no svi valovi koji su otkriven od tada bili su snažni jednokratni događaji. Crne rupe ipak nisu jedini izvor gravitacijskih valova jer prema astronomima, masivni objekti kao što su neutronske zvijezde također mogu proizvoditi slabije kontinuirane valove. Whelanov tim promatrao je podatke s LIGO-Virgoa (Italija) u potrazi za kontinuiranim gravitacijskim valovima sa Scorpiusa X-1.

Tim fizičara planira koristiti detektor gravitacijskih valova LIGO za traženje izvanzemaljskih sondi

Scorpius X-1 najjači izvor X-zraka

Scorpius X-1 udaljen je tek “9.000 svjetlosnih godina” dodaje Whelan, no unatoč njegovoj svjetlini, tim još nije otkrio kontinuirane valove. Ipak, to ne znači da ih nema, a podaci također mogu doprinijeti poboljšanju metodologije pretraživanja. Prema Jaredu Woffordu, Ph.D. kandidatu astrofizičkih znanosti i tehnologije, sada znamo koliko snažni mogu biti gravitacijski valovi koje emitira Scorpius X-1.

Scorpius X-1, otkriven 1962., de facto je najjači izvor X-zraka na nebu, izuzev Sunca. Neutronska zvijezda sustava ima masu 1.4 puta veću od Sunca, a privlači materiju svojeg pratitelja 0.4 puta manje mase od Sunca. Njena snažna gravitacija ubrzava materijal druge zvijezde koji se potom pregrijava, emitirajući rendgenske zrake. Objekti imaju orbitalni interval od samo 18.9 sati i ne znamo jesu li se formirali skupa u ranijem razdoblju.

Novi algoritam mogao bi drastično olakšati potragu za gravitacijskim valovima

Deformacije na površini mogle bi biti odgovorne za gravitacijske valove

Neutronske zvijezde imaju jaka gravitacijska i magnetska polja te glatke površine, no mogu posjedovati ispupćenja i deformacije u vidu malih planina.  Ove deformacije nastaju pri iznenadnim ubrzanjima ili usporavanjima vrtnje objekta i mogu imati veliki utjecaj na samu gravitaciju.

Iako je izazovno izmjeriti takve male valove na Scorpiusu X-1, astronomi se nadaju da će to uskoro biti moguće te da će nam ti podaci reći nešto više o neutronskoj zvijezdi i dinamici kretanja binarnog sustava.

Novi model spajanja crnih rupa u centrima galaksija

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

–t.me/kozmoshr

Auburn L. (27. siječnja 2023.), RIT scientists reach a milestone in the search for continuous gravitational waves, Rit.edu (pristup 2. veljače 2023.)

Peterson C. C. (31. siječnja 2023.), Soon We’ll Detect Extreme Objects Producing Gravitational Waves Continuously, Universetoday.com (pristup 2. veljače 2023.)

Model-based Cross-correlation Search for Gravitational Waves from the Low-mass X-Ray Binary Scorpius X-1 in LIGO O3 Data, R. Abbott et al 2022 ApJL 941 L30, DOI 10.3847/2041-8213/aca1b0

Scorpius X-1: Astronomers may soon detect extreme objects producing gravitational waves continuously, Carolyn Collins Petersen (31 January 2023), Universe Today, Phys.org (pristup 2. veljače 2023.)

Detektor gravitacijskih valova zabilježio signal koji možda upućuje na novu fiziku