През февруари 2016 г. учените, работещи в Обсерваторията на гравитационните вълни на лазерния интерферометър (LIGO), направиха история, когато обявиха първото по рода си откриване на гравитационни вълни. Оттогава изследването на гравитационните вълни значително напредна и отвори нови възможности в изучаването на Вселената и законите, които я управляват.
Например екип от Университета на Франкурт на Майн наскоро показа как гравитационните вълни могат да бъдат използвани за определяне на това как могат да се получат масивни неутронни звезди, преди да се срутят в черни дупки. Това остава загадка, тъй като неутронните звезди бяха открити за първи път през 60-те години. И с вече установена горна граница на масата, учените ще могат да развият по-добро разбиране за това как се държи материята при екстремни условия.
Проучването, което описва техните открития, се появи наскоро в научното списание Астрофизичните списания под заглавието „Използване на наблюденията на гравитационните вълни и квазиуниверсалните отношения за ограничаване на максималната маса на неутронните звезди“. Изследването беше ръководено от Лучано Резола, катедрата по теоретична астрофизика и директорът на Института за теоретична физика на Университета във Франкфурт, с помощта на неговите студенти, Елиас Мост и Лукас Вей.
За целите на своето проучване екипът разгледа последните наблюдения, направени от събитието на гравитационната вълна, известно като GW170817. Това събитие, което се проведе на 17 август 2017 г., беше шестата гравитационна вълна, открита от Обсерваторията на гравитационните вълни на лазерния интерферометър (LIGO) и обсерваторията Дева. За разлика от предишните събития, това е уникално по това, че изглежда е предизвикано от сблъсъка и експлозията на две неутронни звезди.
И докато други събития са се случвали на разстояния от около милиард светлинни години, GW170817 се състоя само на 130 милиона светлинни години от Земята, което позволи бързо откриване и проучване. Освен това, въз основа на моделиране, проведено месеци след събитието (и използвайки данни, получени от рентгеновата обсерватория в Чандра), сблъсъкът изглежда е оставил след себе си черна дупка като остатък.
Екипът възприе и подход за „универсални отношения“ за своето изследване, разработен от изследователи от Франкфуртския университет преди няколко години. Този подход предполага, че всички неутронни звезди имат сходни свойства, които могат да бъдат изразени като безразмерни количества. В съчетание с данните от GW те стигнаха до извода, че максималната маса на не-въртящи се неутронни звезди не може да надвишава 2,16 слънчеви маси.
Както обясни проф. Резола в прессъобщение на университета във Франкфурт:
„Красотата на теоретичните изследвания е, че може да прави прогнози. Теорията обаче отчаяно се нуждае от експерименти, за да стесни някои от своите несигурности. Ето защо е доста забележително, че наблюдението на единично бинарно сливане на неутронна звезда, което се случи на милиони светлинни години в съчетание с универсалните отношения, открити чрез нашата теоретична работа, ни позволи да разрешим гатанка, която е имала толкова много спекулации в миналото. "
Това проучване е добър пример за това как теоретичните и експерименталните изследвания могат да съвпадат, за да се получат по-добри модели за прогнозиране на рекламите. Няколко дни след публикуването на тяхното проучване, изследователски групи от САЩ и Япония независимо потвърдиха откритията. Също толкова значително, тези изследователски екипи потвърдиха резултатите от проучванията, използвайки различни подходи и техники.
В бъдеще се очаква гравитационно-вълновата астрономия да наблюдава много повече събития. И с подобрени методи и по-точни модели, с които разполагат, астрономите вероятно ще научат още повече за най-загадъчните и мощни сили, действащи в нашата Вселена.
