Meer dan een maand voor een baanbrekende detectie van een korte gammastraaluitbarsting - een bevinding die vandaag werd aangekondigd - voorspelden wetenschappers van de Oregon State University dat een dergelijke ontdekking zou plaatsvinden.

Wetenschappers van Amerikaanse en Europese samenwerkingsverbanden kwamen samen in de National Press Club in Washington, gelijkstroom, vandaag om te zeggen dat ze een röntgenflits hebben gedetecteerd die samenviel met een uitbarsting van zwaartekrachtsgolven, gevolgd door zichtbaar licht van een nieuwe kosmische explosie, een kilonova genaamd.

Zwaartekrachtgolven werden voor het eerst gedetecteerd in september 2015, en ook dat was een gebeurtenis met rode letters in de natuurkunde en astronomie; het bevestigde een van de belangrijkste voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein uit 1915 en verdiende een Nobelprijs voor de wetenschappers die ze ontdekten.

"Een gelijktijdige detectie van gammastralen en zwaartekrachtsgolven vanaf dezelfde plaats aan de hemel is een belangrijke mijlpaal in ons begrip van het universum, " zei Davide Lazzati, een theoretisch astrofysicus in het OSU College of Science. "De gammastralen zorgen voor een nauwkeurige lokalisatie van waar de zwaartekrachtgolven vandaan komen, en de gecombineerde informatie van zwaartekracht en elektromagnetische straling stelt wetenschappers in staat om het binaire neutronenstersysteem te onderzoeken dat op ongekende manieren verantwoordelijk is. We kunnen dingen zien als uit welk sterrenstelsel de golven komen, als er andere sterren in de buurt zijn, en of de zwaartekrachtsgolven na enkele uren of dagen worden gevolgd door zichtbare straling."

Medewerkers van de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, bekend als LIGO, en het Virgo-team van het European Gravitational Observatory op 17 augustus, 2017, gedetecteerde zwaartekrachtsgolven - rimpelingen in het weefsel van ruimte-tijd - geproduceerd door de samensmelting van twee neutronensterren.

Ongeveer twee seconden later, NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope detecteerde een korte flits van röntgen- en gammastralen vanaf dezelfde locatie in de lucht.

"De Fermi-transiënt is meer dan 1, 000 keer zwakker dan een 'normale' korte gammaflits en heeft de kenmerken die we voorspelden, " Zei Lazzati. "Er was geen andere voorspelling van dergelijke flitsen gedaan. Gewoon met pen en papier bijna, we zouden kunnen zeggen hallo, we zouden de uitbarstingen kunnen zien, zelfs als ze zich niet in een configuratie bevinden die ze duidelijk maakt."

Op 6 juli, Lazzati's team van theoretici had een paper gepubliceerd waarin ze voorspelden dat, in tegenstelling tot eerdere schattingen van de astrofysische gemeenschap, korte gammastraaluitbarstingen geassocieerd met de zwaartekrachtemissie van binaire neutronenstercoalescentie konden worden gedetecteerd - ongeacht of de gammastraaluitbarsting naar de aarde wees of niet.

Het artikel verscheen in het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

"X- en gammastralen worden gecollimeerd, als het licht van een vuurtoren, en kan alleen gemakkelijk worden gedetecteerd als de straal naar de aarde wijst, " zei Lazzati. "Zwaartekrachtgolven, anderzijds, zijn bijna isotroop en kunnen altijd worden gedetecteerd. We betoogden dat de interactie van de korte gammastraaluitbarstingsstraal met zijn omgeving een secundaire emissiebron creëert die de cocon wordt genoemd. De cocon is veel zwakker dan het grootlicht en is niet detecteerbaar als het grootlicht naar onze instrumenten wijst. Echter, het kon worden gedetecteerd voor nabije bursts waarvan de straal van ons af wijst."

Sinds de eerste ontdekking van zwaartekrachtgolven, er zijn nog drie bevestigde detecties, waaronder die van augustus die gezamenlijk werd gezien door wetenschappers van de LIGO- en Virgo-groepen.

"Alle waarnemingen tot de laatste waren afkomstig van de samensmelting van binaire zwarte gatensystemen, " zei Lazzati. "Hoewel deze systemen interessant zijn, ze zijn donker in elke andere vorm van straling en er kan relatief weinig van worden begrepen in vergelijking met binaire neutronenstersystemen.

"Het is echt een gelukkige samenloop van omstandigheden voor een theoreticus, waar je een werkende theorie hebt om voorspellingen te doen en nieuwe instrumenten zoals LIGO en Virgo die online komen om ze te testen, Lazzati zei. "Wetenschappers doen geen voorspellingen omdat we gelijk willen hebben - we doen voorspellingen omdat we ze willen testen. Zelfs als we het mis hebben, we leren nog steeds iets - maar het is veel spannender om gelijk te hebben."

De term neutronenster verwijst naar de door zwaartekracht ingestorte kern van een grote ster; neutronensterren zijn de kleinste, dichtste sterren bekend. Volgens NASA, De materie van neutronensterren is zo dicht opeengepakt dat een hoeveelheid ter grootte van een suikerklontje meer dan een miljard ton weegt.