Astronomům se podařilo odhadnout stáří vesmíru pomocí detekce gravitačních vln z kolize neutronových hvězd z loňského roku. Jde o zcela nový přístup, který doposud nebyl možný, podobná měření se totiž zatím podařilo provést jen párkrát od jejich objevení. Nový postup zatím není nijak přesný, aktuální odhadované stáří vesmíru však spadá do rozmezí daného výpočtem podle gravitačních vln. Výsledky vědecké práce byly publikovány v magazínu Nature.
Analýza stáří vesmíru vychází z detekce kolize dvou neutronových hvězd. Energie těchto vln při samotné kolizi byla větší, než energie, kterou měly gravitační vlny při detekci na Zemi, protože s uraženou vzdáleností tato energie klesá. Ke kolizi hvězd došlo v galaxii NGC4993 ve vzdálenosti asi 140 milionů světelných let, která se od nás vzdaluje díky rozpínání vesmíru. Podle publikované studie mohli vědci se znalostí těchto údajů vypočítat, kdy rozpínání vesmíru začalo: před 11,9 - 15,7 miliard let.
Ano, výsledek není příliš přesný, je to dáno určitými nejistotami, které tento experiment provází. S dalšími detekcemi podobných událostí se však bude postupně zpřesňovat. Výsledek každopádně odpovídá doposud odhadovanému stáří vesmíru, které se pohybuje kolem 13,7 miliard let. K tomuto výsledku dospěli fyzikové prostřednictvím dvou metod: z měření mikrovlnného záření z počátků vesmíru a z pohybu vzdálených galaxií.
Odhad stáří vesmíru pomocí gravitačních vln byl umožněný faktem, že šlo o detekci kolize neutronových hvězd, která byla doprovázena také uvolněním fotonů. Ostatní události, které vygenerovaly pozorované gravitační vlny byly kolize černých děr, které fotony svou masivní gravitací pohlcují. Pouze díky rozpoznání galaxie, ve které ke kolizi došlo, mohli vědci určit jak rychle se od nás vzdaluje, což je nutný předpoklad pro daný výpočet.
17. 10. 2017 Astronomům se poprvé podařilo zachytit událost, na kterou už dlouho čekali - kolizi neutronových hvězd, která by jim mohla pomoci odhalit doposud skrytá fakta o fungování vesmíru. Pomohlo jim k tomu několik teleskopů pozorujících vesmír v různých vlnových délkách jak z povrchu Země, tak z oběžné dráhy a také detekce gravitačních vln. Jedním z prvních závěrů je potvrzení, že velký podíl těžkých kovů ve vesmíru pochází právě z těchto kolizí.
Neutronové hvězdy jsou objekty s velikostí asi 20 kilometrů v průměru, obsahují však tolik hmoty jako celé naše Slunce. Jejich nitro je nesmírně husté a obsahují množství energie. Vědci už dlouho předpovídali, že kolize takových objektů budou nejenže generovat množství energie, ale také povedou k vysvětlení mnoha dalších jevů ve vesmíru.
Samotná detekce této kolize proběhla 17. srpna 2017, kdy vesmírný teleskop Fermi zachytil krátký záblesk gamma paprsků z velmi silné exploze. Tato událost byla následně reportovaná dalším vědeckým týmům po celém světě, aby byla získána pozorování v jiných vlnových délkách. Jedním z těchto týmů byli také vědci z observatoře LIGO, která ihned detekovala gravitační vlny. Celkem se pozorování účastnily desítky teleskopů na Zemi a 4 vesmírné teleskopy (Hubble, Spitzer, Swift a Chandra).
Šlo o teprve pátou detekci gravitačních vln, avšak první, při které bylo detekováno také světlo. Předchozí gravitační vlny totiž pocházely z kolizí černých děr, které byly sice intenzivnější, světlo exploze ale pohlcují.
Zkoumáním pozůstatků této nedávné kolize neutronových hvězd vědci zjistili, že právě takto pravděpodobně vznikla velká část těžkých kovů, které dnes ve vesmíru existují, včetně zlata, rtuti nebo platiny. Nově vzniklá hmota podle analýzy tyto těžké prvky obsahuje.
Podle vědců jsou to právě gravitační vlny a kolize extrémních objektů jako jsou černé díry nebo neutronové hvězdy, které jsou budoucností astronomie 21. století. V nadcházejících letech budou doplňovat optická, infračervená nebo rentgenová pozorování o dosud nepozorované spektrum nových měření.
Více informací