25 kwietnia 2019 roku jeden z trzech detektorów LIGO służących do wykrywania przelatujących przez Ziemię fal grawitacyjnych zarejestrował zmarszczki czasoprzestrzeni, które mogły pochodzić z jakiegoś odległego kataklizmu w odległej przestrzeni kosmicznej. Jak się wkrótce okazało, niecałe trzy godziny później inne detektory w innej części świata zarejestrowały szybki błysk radiowy pochodzący mniej więcej z tego samego regionu nieba, co fale grawitacyjne. Choć mógł być to zbieg okoliczności, naukowcy postanowili przyjrzeć się obu tym sygnałom jednocześnie.
Czytaj także: Nowa era w astronomii. Naukowcy wykryli fale grawitacyjne od zderzenia gwiazd neutronowych
W najnowszym artykule opublikowanym w periodyku Nature naukowcy wskazują, że za oba sygnały może odpowiadać jedno i to samo zdarzenie, w tym przypadku zderzenie dwóch gwiazd neutronowych. Potwierdzenie tego faktu wymaga jeszcze trochę pracy, ale szanse na to są bardzo duże.
Jednym z problemów, który utrudnia jednoznaczną identyfikację jest fakt, że tylko jeden z trzech z detektorów LIGO zarejestrował sygnał. To automatycznie uniemożliwia precyzyjne ustalenie (za pomocą standardowej triangulacji sygnału) lokalizacji źródła fal grawitacyjnych.
Szybkie błyski radiowe (FRB, ang. fast radio bursts) to z kolei dosłownie milisekundowe sygnały radiowe, których źródła początkowo poszukiwano głównie poza naszą galaktyką. Naukowcy starający się wyjaśnić ich pochodzenie na przestrzeni lat doszli do wniosku, że jednym z najbardziej prawdopodobnych źródeł takich błysków są magnetary, czyli silnie namagnetyzowane gwiazdy neutronowe, także i takie, które znajdują się w naszej galaktyce. Problemem jednak jak na razie pozostaje ustalenie procesu prowadzącego do emisji sygnału. Co więcej, od dawna naukowcy podejrzewają, że do emisji szybkich błysków radiowych może prowadzić kilka różnych procesów, bowiem część z nich występuje jednorazowo, a inne powtarzają się regularnie.
Czytaj także: Pierwszy Szybki Błysk Radiowy z wnętrza Drogi Mlecznej. Naukowcy ustalili jego źródło
Podejrzany: zderzenie dwóch gwiazd neutronowych
Szukając alternatywnego wyjaśnienia błysków radiowych naukowcy jakiś czas temu postanowili sprawdzić, czy zderzenie dwóch gwiazd neutronowych, czyli niezwykle gęstych pozostałości po masywnych gwiazdach, które eksplodowały jako supernowe, może prowadzić do emisji szybkiego błysku radiowego. W tym czasie wiadomo było już, że takie zderzenie z pewnością wiąże się z wyemitowaniem silnych fal grawitacyjnych.
Aby zatem sprawdzić, czy jednemu sygnałowi (falom grawitacyjnym) nie towarzyszy drugi (FRB) zespół kierowany przez Alexandrę Morianu z Uniwersytetu Australii Zachodniej w Perth postanowił przeszukać dane zebrane przez detektor fal grawitacyjnych LIGO oraz kanadyjski detektor szybkich błysków radiowych CHIME znajdujących się w kanadyjskiej Kolumbii Brytyjskiej. Pomysł okazał się trafiony. Analiza wykazała bowiem, że 25 kwietnia 2019 roku do Ziemi dotarły fale grawitacyjne ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych (zarejestrowane pod numerem GW190425) oraz szybki błysk radiowy FRB20190425A. Oba te sygnały dotarły do naszej planety w odstępie zaledwie 2,5 godziny od siebie. Jakby tego było mało, oba te sygnały pochodziły mniej więcej z tej samej odległości od Ziemi, oszacowanej na ok. 370 mln lat świetlnych.
W zderzeniu obu gwiazd neutronowych mógł powstać fascynujący obiekt.
Jedna z teorii mówi, że w zderzeniu dwóch odpowiednio masywnych gwiazd neutronowych może powstać jedna większa gwiazda neutronowa, która przez kilka kolejnych godzin balansuje na granicy stabilności, aby ostatecznie zapaść się w czarną dziurę. Według badaczy w takim przypadku szybki błysk radiowy zostałby wyemitowany z opóźnieniem względem fal grawitacyjnych emitowanych w samym zderzeniu. Tak też właśnie było w zderzeniu zarejestrowanym w 2019 roku. Wyliczenia wskazują, że gwiazda neutronowa, która mogła powstać w tym zderzeniu miała masę 3,4 razy większą od masy Słońca. Jest to informacja zaskakująca, bowiem najmasywniejszy dotąd obiekt tego typu miał masę 2,35 masy Słońca, a teoria mówi, że gwiazda neutronowa traci stabilność w okolicach 3 mas Słońca.
Wychodzi zatem na to, że detektory fal grawitacyjnych i szybkich błysków radiowych mogą otworzyć nam okno do poznania fascynujących obiektów kosmicznych, o których istnieniu nawet teoretycy jeszcze nie wspominali.