Science: Neutronstjerners sammenstød er årets videnskabelige gennembrud
Intet overgik den kosmiske kollision i 2017.
Neutronstjernesammenstød årets resultat science videnskab astronomi forskning

Det gik heftigt for sig, da to neutronstjerner smeltede sammen i en fjern galakse 140 millioner lysår herfra. (Illustration: R. Dienel/Carnegie Institution for Science)

Hvert år sidst i december vælger det anerkendte, videnskabelige tidsskrift Science den største videnskabelige landvinding i året, der gik. I år er 'Breakthrough of the Year' – årets gennembrud – observationerne af to neutronstjerner, der stødte sammen.

Tim Appenzeller, der er nyhedsredaktør på Science, begrunder valget således:

»Observatører detekterede ikke blot tyngdebølger fra en kollision mellem to neutronstjerner; de så også begivenheden ved alle bølgelængder af lys, lige fra gammastråler til radiobølger.«

»At være i stand til at få det fulde billede af voldsomme begivenheder som denne bringer løfter om at transformere astrofysikken, og derfor blev dette års observation til det klare Breakthrough i 2017.«

Tusindvis af forskere bag

Det var da også en historie, der fik os til tasterne her på Videnskab.dk. Straks ved offentliggørelsen af nyheden 16. oktober var vi klar med artiklen Sensationel tyngdebølgemåling åbner nyt kapitel i udforskningen af rummet. Her kan man læse meget mere om betydningen af det kosmiske sammenstød.

Faktisk havde vi allerede lugtet lunten sidst i august, hvor vi skrev artiklen Rygter om tyngdebølger fra kolliderende neutronstjerner. Men forskerne skulle lige have et par måneder til at samle data sammen og skrive videnskabelige artikler, før de var klar til at gøre opdagelsen officiel.

Og videnskabelige artikler kom der rigeligt af – også med deltagelse af danske forskere. Ikke færre end 3.674 forskere fra 953 institutioner arbejdede sammen om den videnskabelige artikel, der sammenfattede observationerne.

En ny æra i astrofysikken

Blandt disse mange forskere var seniorforsker Søren Brandt fra Institut for Rumforskning og Rumteknologi på Danmarks Tekniske Universitet (DTU Space). Han er en del af holdet bag rumteleskopet Integral, der fangede det gammaglimt – en kort, kraftig udladning af elektromagnetisk stråling med meget høj energi – som sammenstødet mellem neutronstjernerne medførte.

Kilonova sammenstød neutronstjerner astronomi rummet himlen lys

Sammenstødet mellem neutronstjernerne resulterede i en såkaldt kilonova, der først lyste klart op (til venstre), men som senere blev svagere og mere rødlig (til højre, fire døgn efter). (Illustration: T. Piro)

Han er glad for, at valget faldt på den opdagelse, han selv var involveret i, men ikke særlig overrasket:

»Det havde vi i al beskedenhed ventet. Det er en helt ny æra i astrofysikken, der åbner sig, når vi kan observere med tyngdebølger og lys – både optisk lys og sådan noget som gamma- og røntgenstråling.«

»Med både tyngdebølger og elektromagnetisk stråling kan vi virkelig lære en masse ting om universet, for eksempel hvordan tunge grundstoffer som guld og uran bliver dannet.«

Flere observationer skal nok komme

Indtil videre har forskerne kun registreret tyngdebølger såvel som forskellige former for lys i dette ene tilfælde, men der skal nok komme flere. Det vil give astronomerne en idé om, hvor mange neutronstjerner der kredser rundt om hinanden i universet, og hvordan de er dannet.

De vil også fortælle en historie om, hvordan stoffet opfører sig under helt ekstreme forhold, fortæller Søren Brandt:

»Det er stadig et åbent spørgsmål, hvordan stof opfører sig inden i en neutronstjerne. Vi kalder den sådan, fordi vi har en naiv opfattelse af, at den fortrinsvis består af neutroner, men der er også andre, mere eksotiske muligheder. Forhåbentlig kan vi blive klogere på, hvordan stof egentlig fungerer, når det er så tæt, som det er i en neutronstjerne.«

Øverst på skamlen

Også professor Jens Hjorth fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet bifalder, at Science har valgt observationerne af neutronstjernernes sammenstød som årets gennembrud:

»Det er fedt. Vi vidste jo også godt, at det var stort. Men det er da fantastisk at komme øverst på skamlen, når Science udnævner årets gennembrud.«

Han og en snes andre forskere fra forskningscenteret Dark Cosmology Centre (DARK), der hører under Niels Bohr Institutet, har været involveret i arbejdet med at tolke de data, der strømmede ind fra teleskoperne i forbindelse med den kosmiske kollision – et arbejde, der stadig er i fuld gang.

Et nyt vindue til universet

»Vi arbejder stadig på at afdække strukturen i sammenstødet, og vi prøver at beskrive i detaljer, hvordan tunge grundstoffer blev dannet i det. Og med fremtidige observationer vil vi nærme os svar på, om vores ideer er rigtige, eller om vi skal ændre vores syn på dem,« siger Jens Hjorth.

»Nu har vi åbnet et nyt vindue til universet. Der er masser af arbejde fremefter, og jeg er ret sikker på, at vi kan blive overrasket af nye observationer – at vi vil se enkelte begivenheder, der i sig selv giver ny og spændende information.«

Forskerne er i fuld gang med at opgradere tyngdebølgedetektorerne, og både på landjorden og i rummet kommer nye teleskoper til i de kommende år. I 2017 oplevede vi for første gang, at to fjerne neutronstjerner både afgav tyngdebølger og lys, der kunne måles af forskerne – men det bliver ikke sidste gang.

Da nyheden om neutronstjernernes sammenstød blev offentliggjort, var Science klar med en video om begivenheden. (Video: Science)

Ugens Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.