Historiallinen havainto neutronitähtien yhteentörmäyksestä: ”Uuden aikakauden alku!”

Taiteilijan näkemys kahden neutronitähden yhteentörmäyksestä. (Kuva: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser)
Jaa muillekin

Tutkijat ovat havainneet ensi kertaa kahden neutronitähden yhteentörmäyksen synnyttämiä painovoima-aaltoja, kertoo Turun yliopisto ja Euroopan Eteläinen Observatorio (ESO).

Havainto on historiallinen, sillä tutkijat onnistuivat nyt ensimmäistä kertaa havaitsemaan sähkömagneettista säteilyä eli valoa ja gravitaatioaaltoja samasta kohteesta. Lisäksi kyseessä oli ensimmäinen varma havainto kahden neutronitähden yhteensulautumisesta.

Tutkijat onnistuivat mittaamaan gravitaatioaaltotapahtuman säteilemän valon ESO:n teleskoopeilla Chilessä. Kansainvälisen tutkijaryhmän havainto julkaistiin Nature-tiedelehdessä. Queen’s University Belfastin johtamassa tutkimuksessa oli mukana yli 100 henkilöä, joista neljä Turun yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitoksen Tuorlan observatoriosta ja Suomen ESO-keskuksesta.

– Laajan tutkijayhteisön käytettävissä oli riittävästi teleskooppeja ja mukana oli myös hyvää ajoitusta, kertoo Turun yliopistosta väitellyt Erkki Kankare, joka työskentelee parhaillaan tutkijana Queen’s University Belfastissa. Kankareella oli merkittävä rooli löydön tehneessä ryhmässä, havaitun kuvantamisdatan analysoinnissa.

Ensimmäinen havainto gravitaatioaalloista tehtiin kaksi vuotta sitten syyskuussa 2015, kun amerikkalaisten tutkijoiden johtama kansainvälinen ryhmä havaitsi kahden mustan aukon yhteensulautumisessa syntyneet gravitaatioaallot. Havainnot tehneet tutkijat palkittiin tänä syksynä fysiikan Nobel-palkinnolla.

Nyt havaitut gravitaatioaallot puolestaan syntyivät kahden oman painovoimansa vaikutuksesta kokoon luhistuneen massiivisen tähden ytimien, niin sanottujen neutronitähtien, törmätessä ja sulautuessa yhteen.

– Tiedemiehen elämässä on harvoja mahdollisuuksia todistaa uuden aikakauden alkua, sanoo Elena Pian, italialaisen INAF:in tähtitieteilijä ja yhden Nature-tutkimusjulkaisun pääkirjoittaja.

– Tämä on sellainen hetki!

Neutronitähdet ovat maailmankaikkeuden tiheimpiä kohteita, jotka syntyvät yli kahdeksan kertaa aurinkoa massiivisemman tähden päättäessä elinkaarensa supernovaräjähdyksessä. Tähden ydin luhistuu äärimmäisen tiheäksi neutronitähdeksi, kun taas sen ulkokerrokset laajenevat ympäröivään avaruuteen.

Neutronitähtien törmäyksissä syntyvien niin sanottujen kilonovien on uskottu levittävän kullan ja platinan kaltaisia raskaita alkuaineita ympäri maailmankaikkeutta. Ilmiön olemassaolo on ennustettu jo yli 30 vuotta sitten, mutta tutkijoiden havainto on ensimmäinen vahvistus siitä, että teoria kilonovaksi kutsutusta ilmiöstä pitää paikkansa.

Havainnot osoittivat, että rautaa raskaampia alkuaineita muodostuu tällaisten äärimmäisen tiheiden kohteiden ydinreaktioissa, mikä tunnetaan r-prosessin nukleosynteesinä.

Neutronitähtien yhteentörmäys havaittiin noin 130 miljoonan valovuoden etäisyydellä Maasta. Tämä tekee kohteesta myös tähän mennessä lähimmän havaitun gravitaatioaaltolähteen.

UP