Splynutí černé díry a neutronové hvězdy může pomoci přesněji určit rychlost rozpínání vesmíru

Pozorování gravitačních vln a elektromagnetického záření ze splynutí neutronové hvězdy a černé díry může poskytnout velmi přesné lokální změření rychlosti rozpínání vesmíru. „Současná rychlost rozpínání vesmíru – tzv. Hubbleova konstanta H_o – je podstatou závažné kosmologické kontroverze,“ tvrdí Stephen Feeney z University College London se svými spolupracovníky. „Přímá měření v místní části vesmíru pomocí určování vzdáleností cefeid a supernov vedou k hodnotě H_o = 74,03 kilometru za sekundu na megaparsek.“

Toto je však v rozporu s hodnotou 67,36 kilometru za sekundu na megaparsek odvozenou na základě pozorování kosmického mikrovlnného pozadí (Cosmic Microwave Background, CMB) uskutečněných družicí Planck provozované Evropskou kosmickou agenturou ESA. Toto záření je pozůstatkem z období Velkého třesku, které naznačuje, že naše teorie vzniku vesmíru může být chybná.

Třetí typ měření, zaměřený na světelné exploze a zvlnění časoprostoru způsobeného srážkou černé díry a neutronové hvězdy, může pomoci rozluštit tento nesoulad.

V rámci nových výzkumů uskutečněných astronomy ze Švédska, Velké Británie a Nizozemí bylo simulováno více než 25 000 takových splynutí zaměřených na zjištění, kolik by jich pravděpodobně bylo detekováno přístroji na Zemi.

V průběhu studie astronomové simulovali 25 241 rozdílných scénářů kolidujících černých děr a neutronových hvězd. Zjistili, že 2 030 přístrojů na Zemi by mohlo vnímat zvlnění časoprostoru způsobené při více než 3 000 takovýchto splynutí, a že zhruba 100 takovýchto událostí mohou také zaregistrovat dalekohledy jako doprovodné výbuchy světla.

Dospěli k závěru, že by se mohlo jednat o dostatečná data k poskytnutí nových zcela nezávislých měření rychlosti rozpínání vesmíru, precizní a dostatečně spolehlivé k potvrzení nebo zamítnutí nutnosti nové fyziky.

„Neutronové hvězdy jsou ve skutečnosti již mrtvé hvězdy, které vznikly v okamžiku, kdy hmotná stálice explodovala a následoval její kolaps. Pozůstatek hvězdy má neuvěřitelnou hustotu – její průměr je typicky kolem 20 km, avšak její hmotnost zhruba dvojnásobně přesahuje hmotnost našeho Slunce,“ říká Stephen Feeney. „Její kolize s černou dírou je kataklyzmatickou událostí způsobující zčeření časoprostoru, známé jako gravitační vlny, které nyní můžeme na Zemi detekovat pomocí observatoří, jako je LIGO nebo Virgo.“

Ještě se nepodařilo detekovat světlo z takovéto kolize. Avšak pokroky v citlivosti zařízení na detekci gravitačních vln, společně s novými detektory v Indii a Japonsku, povedou k ohromnému skoku vpřed, pokud jde o to, jak mnoho událostí tohoto typu můžeme detekovat. Je to neuvěřitelně vzrušující a může to otevřít novou éru v oblasti astrofyziky.

„Nesoulad v oblasti Hubbleovy konstanty je jednou z největších záhad v kosmologii,“ dodává profesor Hiranya Peiris, rovněž z University College London. „Navíc nám pomůže vyřešit tuto záhadu čeření prostoročasu z těchto kataklyzmatických jevů otevřením nového okna do vesmíru. Můžeme předvídat mnoho vzrušujících objevů v následujícím desetiletí.“

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/black-hole-neutron-star-mergers-universes-expansion-rate-09605.html a https://scitechdaily.com/violent-black-hole-neutron-star-collisions-may-help-settle-dispute-over-universes-expansion/

autor: František Martinek