Kanada ja Ameerika Ühendriikide astrofüüsikud on loonud uue mudeli tänu millele võivad astronoomid saada mustade aukude ühinemise täheldamiseks ning selle käigus tekkivate gravitatsioonilainete avastamiseks eelhoiatuse.
Carlos Palenzuela, Luis Lehneri ja Steve Lieblingi loodud mudeli kohaselt kiirgavad mõlemad mustad augud vahetult enne ühinemist lisaks gravitatsioonilainete tekitamisele ka suhteliselt lineaarse elektromagnetkiirguse voo. Nendega kaasnevad aga hajutatumad kiirguspursked, mida täheldaksid ka observatooriumid, mis ei ole otse purske poole suunatud. Sellist tüüpi signaale otsides saaksid astronoomid aegsasti oma teleskoobid õigesse taevapunkti suunata ning “oleksid valmis, kui põhiline vaatemäng algab,” ütles Lehner, Guelphi ülikooli füüsik.
Mudel näitab, kuidas plasma tekitab mõlemast mustast august lähtuva elektromagnetkiirguse purske. Kiirgusevood ühinevad teineteisega, kui mustade aukude ühinemisprotsess lõpule jõuab. Graafika: P.Huey/Science
Tänaseni pole mitte keegi aga gravitatsioonilaineid otseselt vaadelnud, kuigi nende olemasolu ennustab üldrelatiivsusteooria. Samamoodi on teadlased veendud, et iga galaktika keskmes on supermassiivne must auk ning galaktikate ühinemisel ühinevad ka nende keskmes asuvad mustad augud. Teooria kohaselt tekivad sellise protsessi käigus tugevaimad ning seega ka kõige kergemini avastatavad gravitatsioonilained.
Teadlased on gravitatsioonilainete avastamise võimaluse üle väga põnevil, kuna gravitatsioonilained ei haju allika ning vaatleja vahelisel teekonnal vastupidiselt elektromagnetkiirgusele nagu valgus.”Gravitatsioonilained kannavad allika kohta väärtuslikku informatsiooni,” lisas Lehner.
Nende leidmiseks on tehtud suuri pingutusi nagu 1999. aastal valminud $365 miljonit dollarit maksnud Laser Interferomeetri-Gravitatsioonilainete Observatooriumi (LIGO) rajamine Lisaks on nende registreerimiseks vajalike seadmete konstrueerimine nii ESA kui ka NASA lähituleviku teekaardis olulisel kohal. Tähtsaimaks selletaoliseks instrumendiks saab tulevikus eeldatavasti 2025. aastal orbiidile saadetav LISA (Laser Interferometer Space Antenna, toim.),.
“(Gravitatsioonilainete) olemuse mõistmiseks ning nende signaalide avastamiseks ja analüüsiks on meil vaja täpseid mudeleid, mis ütleksid meile, mida oodata… ning mida andmevoogudes otsida,” ütles Lehner. Isegi kui gravitatsioonilaineid märgatakse, on Lehneri sõnul nende allika asukoha leidmine raske, kuna isegi väike taevalapp võib sisaldada 100,000 galaktikat. Siin tulebki appi töörühma poolt loodud uus mudel.
Eelmine teiste teadlaste poolt mudel võttis arvesse ainult musti auke, kuid reaalsuses ümbritseb neid alati tolmu -ning gaasiketas, mis tekitab magnetvälja , mis viib omakorda elektrivälja ning elektronidest ja positronidest koosneva plasma tekkimiseni. “Meie algne mõte oli, et ‘Vaatame, mis juhtub kui lisame sellesse realismi ning mis veelgi tähtsam, mida plasma lisaks gravitatsioonilainetele, mida me arvutada saame, tekitab,’ ” kirjeldas Lehner oma algseid mõtteid.
Mudeli kohaselt tekitab plasma kummastki mustast august lähtuva elektromagnetkiirguse voo, mis teineteise ümber väänlevad ning lõpuks ühteks vooks muutuvad, kui mustad augud ühinevad. Astronoomid on juba vaadelnud teistest galaktikatest lähtuvaid elektromagnetkiirguse vooge, mis võivad olla tekitatud üksikute mustade aukude pöörlemisel. Uue mudeli kohaselt on võimalik, et mõningad nendest võisid olla algselt kaksikvood, mis üheks sulandusid. Viimased on aga harilikest kiirgusvoogudest tunduvalt võimsamad ning neid võib täheldada oma lähtepunktist kahe kuni kuue miljardi valgusaasta kaugusel.
Teadlased töötavad aga veelgi reaalsema mudeli loomise nimel, kus mustad augud pöörleksid ning nende mass oleks varieeritav.
Töörühma uurimus ilmus 20.augustil ajakirjas Science.
Loe lisaks:
SPACE.com “Colliding Black Holes Should Unleash Detectable Energy Jets.”