Februarja 2016 so znanstveniki, ki delajo v laserskem interferometru Gravitacijsko-valovni observatorij (LIGO), postali zgodovina, ko so napovedali prvo odkrivanje gravitacijskih valov. Od takrat je preučevanje gravitacijskih valov znatno napredovalo in odprlo nove možnosti za preučevanje vesolja in zakonov, ki upravljajo.
Na primer, ekipa z univerze v Frankurtu na Majni je pred kratkim pokazala, kako se lahko gravitacijski valovi uporabljajo za določitev, kako lahko pridejo masivne nevtronske zvezde, preden se zrušijo v črne luknje. To je ostalo skrivnost, saj so bile nevtronske zvezde prvič odkrite v šestdesetih letih. Z zdaj postavljeno zgornjo mejno maso bodo znanstveniki lahko razvili boljše razumevanje, kako se zadeva obnaša v ekstremnih pogojih.
Študija, ki opisuje njihove ugotovitve, se je nedavno pojavila v znanstveni reviji The Astrophysical Journal Letters pod naslovom "Uporaba opazovanj gravitacijskega vala in kvazi-univerzalni odnosi za omejitev največje mase nevtronskih zvezd". Študijo sta vodila Luciano Rezzolla, katedra za teoretično astrofiziko in direktor Inštituta za teoretično fiziko Univerze v Frankfurtu, ob pomoči študentov Eliasa Mosta in Lukasa Weija.
Zaradi študije je skupina upoštevala nedavna opažanja dogodka gravitacijskega vala, znanega kot GW170817. Ta dogodek, ki se je zgodil 17. avgusta 2017, je bil šesti gravitacijski val, ki sta ga odkrila Observatorij gravitacijskega vala Laser Interferometer (LIGO) in Observatorij Device. Za razliko od prejšnjih dogodkov je bil ta edinstven po tem, da je bil videti, da ga povzročajo trk in eksplozija dveh nevtronskih zvezd.
In medtem ko so se drugi dogodki zgodili na razdaljah približno milijardo svetlobnih let, je GW170817 od Zemlje potekal le 130 milijonov svetlobnih let, kar je omogočilo hitro odkrivanje in raziskovanje. Poleg tega je na podlagi modeliranja, ki je bilo izvedeno mesece po dogodku (in na podlagi podatkov, ki jih je dobil rentgenski observatorij Chandra), trčenje pustilo za seboj črno luknjo.
Skupina je za svoj študij sprejela tudi pristop „univerzalnih odnosov“, ki so ga pred leti razvili raziskovalci na frankfurtski univerzi. Ta pristop pomeni, da imajo vse nevtronske zvezde podobne lastnosti, ki se lahko izrazijo v brezdimenzijskih količinah. V povezavi s podatki GW so ugotovili, da največja masa nevtalirajočih nevtronskih zvezd ne sme presegati 2,16 sončne mase.
Kot je v sporočilu za javnost v Frankfurtu pojasnil profesor Rezzolla:
"Lepota teoretičnega raziskovanja je v tem, da lahko napoveduje. Teorija pa obupno potrebuje poskuse, da bi zmanjšala nekatere svoje negotovosti. Zato je zelo presenetljivo, da nam je opazovanje združitve ene same binarne nevtronske zvezde, ki se je zgodilo na milijone svetlobnih let v kombinaciji z univerzalnimi odnosi, odkritimi z našim teoretičnim delom, omogočilo, da smo rešili uganko, ki je v preteklosti videla toliko ugibanj. "
Ta študija je dober primer, kako lahko teoretične in eksperimentalne raziskave sovpadajo, da se ustvarijo boljši modeli napovedi oglasov. Nekaj dni po objavi njihove študije so raziskovalne skupine iz ZDA in Japonske neodvisno potrdile ugotovitve. Prav tako so te raziskovalne skupine potrdile ugotovitve študije z različnimi pristopi in tehnikami.
V prihodnosti naj bi gravitacijsko-valovno astronomija opazovala še veliko dogodkov. Z izboljšanimi metodami in natančnejšimi modeli, ki so jim na voljo, bodo astronomi verjetno še več izvedeli o najbolj skrivnostnih in najmočnejših silah, ki delujejo v našem vesolju.
