Neutronitähtien törmäys eli kilonova on nähty ensimmäistä kertaa. Se on suuri uutinen, sillä se todistaa oikeiksi mallit gravitaatioaalloista, gammapurkauksista ja siitä, miten ne ovat syntyneet. Suomalaistutkijan mukaan nyt on auennut aivan uusi ikkuna maailmankaikkeuteen.
Suurimmat avaruuden tapahtumia tutkivat tahot ympäri maailmaa tiedottivat eilen merkittävästä havainnosta: ensimmäistä kertaa koskaan oli nähty kahden neutronitähden yhteensulautuminen ja havaittu siitä seuranneet valonpurkaukset ja gravitaatioaallot.
Mutta miksi tapahtumaa pidettiin niin mullistavana, että siitä tiedotettiin ESOa ja Nasaa myöten ja tutkijat hehkuttivat sitä uuden aikakauden alkuna?
Monet melko varmoinakin pidetyt fysiikan mallit perustuvat johonkin, mistä on olemassa vain viitteitä. Esimerkiksi gravitaatioaaltojen, joiden havaitsijat palkittiin viime vuonna fysiikan Nobelilla, lähdettä tai syntyä ei ole päästy todistamaan koskaan aiemmin, kertoo tutkijatohtori Pasi Nurmi Turolan observatoriosta.
Chileläisen observatorion kuva galaksista, jossa törmäys tapahtui.
– Aiemmat gravitaatioaaltohavainnot ovat olleet sellaisia, että niistä on saatu havainto ja on päätelty niiden syntyvän esimerkiksi kahdesta yhteensulautuneesta mustasta aukosta. Nyt tiedettiin tarkkaan, mitä tapahtui ja missä, Nurmi selittää.
– Nyt voidaan olla varmoja, että gravitaatioaaltohavainnot ovat todellisia ja saamme niistä mittauksia.
Gravitaatioaallot selittävät suhteellisuusteoriassa sitä, miten avaruus käyttäytyy, kun valtavat massat liikkuvat. Neutronitähtien, joiden massat ovat valtavat, sulautuminen aiheuttaa aika-avaruuteen vääristymän, jota voidaan mitata.
– Gravitaatioaallot aiheuttavat sen, että avaruus fyysisesti venyy ja paukkuu ja kohteet muuttavat muotoaan. Voimme mitata sen pituuden muutoksen, joka gravitaatioaallosta aiheutuu, Nurmi kertoo.
Kilonova näkyy selvästi Hubble-teleskoopin kuvissa.
Mullistava havainto olikin mahdollinen juuri mittauslaitteiden kehityksen vuoksi. Esimerkiksi neutronitähtien törmäyksestä seuranneet aika-avaruuden vääristymät voitiin havaita jopa maan päällä.
– Pituuden muutokset ovat täällä aivan minimaalisia – paljon pienempiä kuin atomin ydin. Mutta mittalaitteet ovat edenneet siihen tarkkuuteen, että pystymme saamaan näitä havaintoja.
Myös gammapurkausten syy selvisi
Eilen julkistettu havainto ei ollut kertonut ainostaan gravitaatioaalloista vaan se vahvisti myös toisen mallin todeksi. Jo kauan on tiedetty, että avaruudessa tapahtuu lyhyitä gammapurkauksia ja on arveltu, että se johtuisi neutronitähtien sulautumisesta yhteen.
Nyt siitä saatiin kuitenkin varmuus.
– Saatiin varmistus siitä, että kun gammapurkaus tapahtuu, se johtuu siitä, että neutronitähdet sulautuvat yhteen. Tätä tapahtumaa kutsutaan kilonovaksi, kun supernovat on niitä, joissa tähti räjähtää.
Nyt vahvistuneet teoriat ja mittauslaitteiden kehitys avaavat mahdollisuuksia tulevaan. Nurmi uskoo, että gravitaatioaaltohavainnot tulevat lisääntymään ja että pian pystymme havaitsemaan tarkasti myös mustia aukkoja – onko niitä olemassa ja kuinka paljon.
Eteen voi aina tulla myös jotain aivan uutta ja yllättävää.
– Niin paljon on ollut vain arvailua ja avoimia kysymyksiä. Nämä avaavat sellaisen ikkunan maailmankaikkeuteen, jollaista ei ole aiemmin ollut.