Pentru prima dată în istoria astronomiei, antenele LIGO și VIRGO au detectat unde gravitaționale rezultate din ciocnirea a două stele de neutroni. Acest fenomen explică, printre altele, și generarea elementelor atomice grele, precum aurul și platina.
Acum mai bine de un an, prima măsurătoare a undelor gravitaționale rezultate din uniunea a două găuri negre, făcută de antenele gravitaționale americane LIGO, a stârnit senzație. De atunci au fost detectate și alte unde gravitaționale rezultate din contopirea a două găuri negre. Totuși, marea parte a oamenilor de știință dorea să realizeze și măsurătoarea undelor gravitaționale provenind din ciocnirea a două stele de neutroni.
Recent, antenele de unde gravitaționale LIGO și VIRGO au reușit să măsoare undele gravitaționale generate de o pereche de astfel de stele, marcând începutul unei noi epoci în astronomie. Această descoperire a fost făcută publică pe 16 octombrie 2017.
Pe 17 august 2017 LIGO și VIRGO au detectat undele gravitaționale rezultate în urma ciocnirii a două stele neutronice, eveniment care a fost denumit GW170817. Fenomenul a fost observat și de telescoape terestre sau spațiale, care au măsurat unde electromagnetice în diverse lungimi de undă ce proveneau din ciocnirea acestor stele de neutroni.
Stelele de neutroni iau naștere atunci când o stea cu masa mai mare decât cea a Soarelui ajunge la sfârșitul „vieții”, adică consumă tot combustibilul ce o menține în echilibru – un echilibru între forța de atracție gravitațională și presiunea generată de procesele de fuziune nucleară care au loc în inima stelei. În acest moment steaua explodează, împrăștiind în Univers mare parte din materia din care este compusă. Parte din această materie suferă însă un colaps gravitațional, în urma căruia ia naștere așa-numita stea de neutroni, o stea cu masa de 1.5 – 2 ori mai mare ca cea a Soarelui, dar cu o rază de doar circa 10 kilometri. Densitatea materiei în interiorul acestor stele este extremă: o linguriță de stea neutronică cântărește cât un munte!
La ora actuală încă nu se cunoaște cu precizie compoziția acestor stele: se consideră că în mare parte ele sunt alcătuite din neutroni, însă ar putea exista și alte forme de materie, precum cea formată din cuarci. Stelele neutronice sunt unele dintre cele mai exotice obiecte din Univers, fiind considerate cele mai apropiate obiecte de o gaură neagră, fără să fie însă o gaură neagră.
Cele două stele de neutroni care au dat naștere undelor gravitaționale observate se află la circa 130 milioane ani lumină față de noi, în periferia galaxiei NGC4993. Undele gravitaționale generate în faza finală de apropiere și ciocnire dintre stele au fost observate pentru o durată record de circa 100 de secunde. Mai mult, au fost observate și radiații electromagnetice intense, precum raze gamma, la circa două secunde după undele gravitaționale, cu ajutorul telescoapelor spațiale Fermi (NASA) și Integral (ESA). În zilele care au urmat, multe alte telescoape au observat radiații electromagnetice în diverse lungimi de undă, de la radiație vizibilă și ultravioletă, la unde radio sau radiație în infraroșu.
Spre deosebire de aceste stele ultradense, cu mase între 1,1 și 1,6 mase solare, găurile negre a căror coliziune a produs undele gravitaționale detectate anterior aveau câteva zeci de mase solare.
Noua măsurătoare de unde gravitaționale și unde electromagnetice a permis descifrarea unui mister legat de originea elementelor atomice grele, precum aurul sau platina. Aceste elemente chimice se formează în urma exploziei unei supernova, însă cantitatea rezultată nu este suficientă pentru a explica abundența lor în Univers.
Ciocnirea a două stele de neutroni generează la rândul ei elemente grele, iar acest fapt a fost confirmat de măsurătorile efectuate în august 2017. Din ciocnirea celor două stele de neutroni a luat naștere o cantitate de aur cam de zece ori mai mare ca masa întregului Pământ! Sub formă de pulbere, acesta a fost împrăștiată cu viteze foarte mari în Univers. Pe lângă aur și alte elemente grele, precum platina, iau naștere în aceste fenomene astronomice extrem de violente.
GW170817 a confirmat inclusiv faptul că undele gravitaționale se propagă cu viteza luminii, confirmând teoria relativității generale a lui Einstein.
Antenele gravitaționale au un rol deosebit de important în noua astronomie multi-mesager. În viitor, ele vor contribui din ce în ce mai mult la o înțelegere mai profundă a stelelor de neutroni, a găurilor negre și a întregului Univers.
