Η μέτρηση των κυμάτων βαρύτητας «φωτίζει» τον κόσμο των άστρων νετρονίων

Τα άστρα νετρονίων είναι εξαιρετικά μικρά και πυκνά ουράνια σώματα που έχουν τη διπλάσια μάζα από τον Ήλιο μας, σε ένα χώρο με ακτίνα περίπου 12 χιλιομέτρων. Δημιουργούνται ως αστρικό υπόλειμμα όταν ένα μεγάλο άστρο καταρρεύσει από το βάρος του και εκραγεί ως σουπερνόβα. Η συγκέντρωση της διπλάσιας μάζας του ήλιου μέσα σε τόσο μικρό χώρο έχει ως αποτέλεσμα το…άστρο νετρονίων να έχει πολύ μεγάλη βαρύτητα. Η θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν προβλέπει την ύπαρξη των βαρυτικών κυμάτων από άστρα νετρονίων, τα οποία όμως δεν έχουν μετρηθεί ακόμη διότι είναι πολύ ασθενή και δεν κατασκευάστηκαν ακόμη τα κατάλληλα όργανα μετρήσεων που θα μετρήσουν τα βαρυτικά σήματα των κυμάτων. Παρ’ όλα αυτά, έγινε γνωστή η δομή αυτών των σημάτων, χάριν στις προσομοιώσεις της συγχώνευσης αστρικών συστημάτων διπλών άστρων νετρονίων.

Μία ομάδα θεωρητικών αστροφυσικών από την Ιαπωνία και τη Γερμανία (Kentaro Takami, Luciano Rezzolla και Luca Baiotti) δημοσίευσε στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review D τα ευρήματα των μελετών τους (“Spectral properties of the post-merger gravitational-wave signal from binary neutron stars”) ότι τα βαρυτικά κύματα μοιάζουν με τις φασματικές γραμμές των ατόμων που βλέπουμε στο φάσμα του φωτός των αστεριών.

Σε δηλώσεις τους από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα και από το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής του Πανεπιστημίου Γκαίτε, ανέφεραν ότι τα σήματα των βαρυτικών κυμάτων έχουν εξαιρετικά μικρό πλάτος αλλά μπορούμε να τα εντοπίσουμε αν γνωρίζουμε από πριν πού να ψάξουμε. Η συγχώνευση άστρων παράγει (σύμφωνα με τις προσομοιώσεις) χαρακτηριστικό φάσμα βαρυτικών κυμάτων όπως οι γραμμές απορρόφησης αερίων στο οπτικό φάσμα του φωτός. Το φάσμα των βαρυτικών κυμάτων είναι σαν αποτύπωμα και η ερμηνεία του θα επιτρέψει να γνωρίσουμε τη σύνθεση και κατάσταση των άστρων νετρονίων.