Voor de eerste keer, astronomen hebben in zichtbaar licht een catastrofale kosmische gebeurtenis waargenomen die zwaartekrachtgolven opwekte die op aarde werden gedetecteerd.

Het evenement was de samensmelting van twee neutronensterren in een melkwegstelsel op 130 miljoen lichtjaar afstand. De fusie resulteerde in een supernova-achtige explosie, waarvan het licht voor het eerst werd waargenomen door een team van astronomen van het Las Campanas Observatorium van het Carnegie Institution for Science in het noorden van Chili.

De baanbrekende ontdekking van de zichtbare tegenhanger van een zwaartekrachtgolf-triggerende gebeurtenis markeert het begin van een nieuw tijdperk waarin astronomen kosmische fenomenen kunnen bestuderen met behulp van zowel zwaartekrachtsgolfexperimenten als traditionele telescopen.

De ontdekking werpt ook licht op de aard van de fusies van neutronensterren, en geeft inzicht in de oorsprong van zware elementen zoals goud en platina - inzicht dat lang ongrijpbaar is gebleven.

Het team bestaat uit Carnegie-Dunlap Fellow Maria Drout, samen met astronomen van de Carnegie; de Universiteit van Californië, Santa Cruz; en andere instellingen.

Detectie van zwaartekrachtgolven activeert zoeken naar zichtbare tegenhanger

Wetenschappers van het Laser Interferometer Gravitational Observatory (LIGO) en het Virgo-experiment ontdekten de zwaartekrachtsgolven op 17 augustus, 2017. Ze stelden vast dat het signaal het resultaat was van een fusie van binaire neutronensterren - een primeur, aangezien alle eerdere detecties van binaire fusies van zwarte gaten waren.

Hoewel astronomen geen zichtbare tegenhanger verwachten van een fusie van binaire zwarte gaten, ze doen wanneer twee neutronensterren samenkomen. Dus, toen wetenschappers van LIGO/Maagd de locatie van de gebeurtenis vernauwden tot een stukje van de zuidelijke hemel ter grootte van meer dan honderd volle manen, ze brachten het team van astronomen op de hoogte - en de zoektocht was begonnen.

Maar, het was nog dag in Chili, wat, voor Drout en haar collega's, betekende tien uur wachten tot zonsondergang. Plus, toen de zon eindelijk onderging, het zoekgebied naderde de horizon.

Volgens Drout, "We wisten dat we aan het begin van de nacht maar ongeveer een uur hadden om de bron te vinden voordat hij onderging, dus we moesten snel handelen."

De astronomen begonnen met het opnemen van beelden van sterrenstelsels binnen het doelgebied volgens een zorgvuldige zoekstrategie die ze gedurende de dag hadden voorbereid. Ze brachten drie telescopen naar Las Campanas:de Swope en twee Magellan-telescopen. Toen ze beelden kregen, de medewerkers vergeleken ze met archiefbeelden van dezelfde sterrenstelsels.

Na het onderzoeken van sterrenstelsels in negen afbeeldingen, leden van het team wisselden een korte reeks berichten uit:

"iets gevonden

"!"

De astronomen hadden gevonden wat ze zochten:een heldere, sterachtig object, aangeduid als SSS17a. Het bevond zich in een sterrenstelsel geïdentificeerd als NGC 4993 en was niet zichtbaar in archiefbeelden.

Verdere bevestiging kwam van analyse onder leiding van Drout. Het toonde aan dat aspecten van de helderheid van SSS17a anders waren dan alle explosies die eerder door astronomen waren waargenomen. SSS17a was ongeveer zo helder als een zwakke supernova, maar de helderheid nam sneller af dan een typische supernova, en het werd in een sneller tempo roder en koeler dan een typische supernova.

Vervolganalyse ondersteunde ook de theorie dat de meeste zware elementen in het heelal, zoals goud en platina, zijn ontstaan ​​in fusies van neutronensterren en niet in supernova's.

"Toen we de gloed van de explosie volgden gedurende de paar weken dat het elke nacht een korte tijd zichtbaar was, " zegt Droet, "het vertoonde enkele belangrijke kenmerken van het worden aangedreven door het radioactieve verval van deze zware elementen."

Dit suggereert sterk dat deze zware elementen na de fusie werden gesynthetiseerd, het oplossen van een decennia-oude astrofysica-vraag over hoe alle zware elementen in het heelal werden gesmeed.

"En dit is nog maar het begin, ", zegt Drout. "We verwachten dat LIGO en Virgo de komende tien jaar tientallen fusies van neutronensterren zullen detecteren. We gaan een nieuw tijdperk van astrofysica binnen."

De zwaartekrachtgolf die op 17 augustus werd gedetecteerd, 2017, wordt geïdentificeerd als GW170817, en verschilt van de samensmelting van een zwart gat die op 14 augustus werd gedetecteerd, 2017, aangekondigd in september, en geïdentificeerd als GW170814.