\ Historien kort forklaret
17. august 2017 detekterede LIGO og Virgo tyngdebølgesignalet fra to neutronstjerner, der kolliderede.
Neutronstjerner afgiver langt svagere tyngdebølger end sorte huller, som er det eneste, man tidligere har formået at måle tyngdebølger fra. Tyngdebølger er i forvejen ekstremt små krusninger i rum og tid og laver ekstremt små forskydninger i rumtiden. Det er derfor en utrolig præstation.
Samtidig lykkedes det forskerne at lokalisere sammenstødet helt præcist med hjælp fra lysteleskoper verden over. Dermed kunne de for første gang nogensinde måle elektromagnetisk stråling i alle spektre fra en tyngdebølgebegivenhed.
Det betyder med andre ord, at mennesker for første gang har målt både lyd og lys fra en hændelse i rummet. Det kan du læse mere om i ’Sensationel tyngdebølgemåling åbner nyt kapitel i udforskningen af rummet‘.
»Vi er i dag begejstrede for at kunne annoncere, at vi har detekteret de første tyngdebølger fra neutronstjerner.«
Sådan lød det kort og godt, da måneders intens hemmelighedskræmmeri kulminerede på et pressemøde arrangeret af den amerikanske grundforskningsfond NSF (National Science Foundation) tidligere i dag.
Som Videnskab.dk har beskrevet i denne artikel, var det netop sådan en måling, astrofysikerne har ventet på, siden de første tyngdebølger blev målt i 2015. Og som om det ikke var nok, lykkedes det også at lave elektromagnetiske målinger i alle spektre.
Det betyder, at vi for første gang i historien har målt både lyd og lys fra en hændelse i rummet.
»Fra astronomiperspektiv bliver det ikke meget større i det professionelle liv, man lever. Jeg kan ikke se, hvad det er, jeg skal være med til at opdage, som skal være større,« sagde astrofysiker Jonatan Selsing, da Videnskab.dk tidligere på dagen besøgte Niels Bohr Institutet i forbindelse med afsløringen.
Du kan høre ham og ph.d.-studerende Sophie Schröder fortælle mere i videoen her:
»Det har givet mig knuder i maven«
Der har været grupper af astrofysikere fra intet mindre end 949 forskningsinstitutioner involveret i arbejdet, og alle har skrevet under på, at de ikke ville fortælle udenforstående om resultaterne før i dag.
»Det har virkelig givet mig knuder i maven ikke at måtte sige det til nogen. Mellem mine venner har jeg faktisk været den eneste, der vidste noget, og hver gang de har spurgt, om jeg ville med et sted hen om aftenen, har jeg måttet sige nej uden at kunne sige hvorfor,« fortæller Sophie Schröder, som er ph.d.-studerende ved Dark Cosmology Centre (DARK) på Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet.
»Jeg er rigtig glad for, at jeg endelig må snakke med folk om det, for det er virkelig fantastisk,« tilføjer hun.
Grundforskningscentret DARK står på forfatterlisten til 21 videnskabelige artikler om arbejdet, heraf 18 i nogle af de mest anerkendte tidsskrifter som Science, Nature, Nature Astronomy og Astrophysical Letters.
Sophie Schröder har selv været med til at regne på, hvordan tyngdebølgerne kan hjælpe os med at afstandsbedømme hændelser i rummet endnu bedre, end vi hidtil har kunnet.
\ Mange danskere involveret
Lektor Uffe Gråe Jørgensen fra Niels Bohr Institutet sørgede for, at det danske 1,54 meter teleskop i Chile fik taget billeder af kilonovaen (produktet af sammenstødet mellem to neutronstjerner) et par dage efter kollisionen af de to neutronstjerner.
Det fællesnordiske Nordisk Optisk Teleskop på den kanariske ø La Palma blev også sat på opgaven. Det var med nød og næppe, at det lykkedes at tage billeder med det 2,56 meter store teleskop, for set fra La Palma kom kilonovaen kun en anelse op over horisonten.
Også den danske satellit INTEGRAL spillede en afgørende rolle. INTEGRAL var sammen med NASAs rumteleskop Fermi med til at detektere det gammaglimt, som tikkede ind sølle 1,7 sekunder efter tyngdebølgehændelsen og gjorde det muligt for lysteleskoperne at jage dens præcise lokalisering.
En meget intens, men meget stille periode
Jonatan Selsing har også mærket presset ved ikke at kunne dele ud af sin viden gennem de seneste to måneder. Detektionen fra LIGO-detektorerne og den europæiske Virgo-detektor tikkede ind 17. august.
»Pludselig sidder du i en meget akavet situation, hvor du selv er helt oppe at køre, men du må ikke fortælle din kontormakker, hvad det går ud på,« siger han og tilføjer, at han ofte har haft lyst til at ’komme til’ at dreje computerskærmen, så han kunne dele begejstringen med sin sidemakker, men i stedet har måttet bide det i sig.
»På den måde har det været en meget intens, men meget stille periode.«
Jonatan Selsing forsker i, hvordan universets kemiske sammensætning er kommet til at se ud, som den gør i dag, og den nye forskning er som skræddersyet til dét formål. Med de nye data mener forskerne nemlig at kunne fastslå, at alle de tunge grundstoffer stammer fra netop neutronstjernesammenstød.
»Størstedelen af grundstofferne i det periodiske system bliver dannet i neutronstjernesammenstød, så det har ekstremt stor betydning for mit forskningsfelt.«
\ Læs mere
Fantastisk at vågne til nye overraskelser
På pressemødet på Niels Bohr Institutet var fremmødt en række af de forskere, som har været involveret i de seneste måneders intense databehandling. Heriblandt postdoc Daniele Malesani, som fortalte, at det har været helt surrealistisk at vågne op til den ene utrolige afsløring efter den anden den seneste tid.
»Hver morgen var der en ny bekendtgørelse med noget, de nu havde regnet sig frem til, eller nye overraskelser, og jeg kan huske, at jeg tænkte ’Wauw, det her sker virkelig – fuldstændig som beskrevet i en lærebog.«
Selvom der har været overraskelser i det ekstremt rige datasæt, som den nyeste tyngdebølgemåling repræsenterer, har det meste nemlig stemt overens med forskernes teorier, fortalte Daniele Malesani.
»Når vi skriver ansøgninger for at søge om penge til vores forskning, siger vi: ‘Der kommer til at ske det her og det her’, men vi tror aldrig helt på det. Så det var ret fantastisk at se det folde sig ud foran os.«
Kristian Pedersen, direktør for DTU Space, fulgte med i annonceringen af nyheden fra en konference i Rom. DTU Space har haft en vigtig rolle, idet INTEGRAL-satelliten var med til at lokalisere tyngdebølgebegivenheden.
»Det er det vildeste«
Samme oplevelse havde professor Jens Hjorth, som står i spidsen for DARK.
»Det er hypoteser, vi har haft, og jeg har fået bevillinger til at lave forskningen, men når man skriver det i en ansøgning, tænker man samtidig, at det måske er lidt optimistisk. Det er det vildeste, at det kommer ud nogenlunde som forventet og samtidig meget tidligere end forventet, i første hug,« siger han.
Omkring 70 observatorier fra hele verden har været involveret i arbejdet med at behandle dataene fra de ’nye’ tyngdebølger. Og selvom hemmelighedskræmmeriet virker omsonst, giver det alligevel mening, mener Sophie Schröder.
»Grunden til, at LIGO ikke bare publicerer med det samme er, at de gerne vil have tid til at gå igennem dataene og behandle dem ordentligt, så de ikke bare siger noget vås. Så det giver rigtig god mening, at de har holdt det tilbage, men det har været hårdt for os, der skulle arbejde med det.«
Forståelse af menneskers plads i universet
Den vigtigste opdagelse, som danske forskere har været involveret i, er opdagelsen og karakteriseringen af det produkt, en såkaldt kilonova, der kommer ud af kollisionen mellem de to neutronstjerner, mener Jens Hjorth.
Det er i denne kilonova, at fysikerne mener at kunne se, at de tungeste grundstoffer – som guld og platin – bliver dannet. De mangler dog stadig at arbejde mere med dataene, før de endegyldigt kan sige, hvilke grundstoffer der dannes som følge af kilonovaen.
Når det lykkes, er det langtfra kun for forskere, at de nye resultater har betydning, mener Jonatan Selsing. Eksempelvis mener fysikerne med tiden at kunne se, hvordan jod – det tungeste grundstof, som er nødvendigt for mennesker og mange andre levende organismer – bliver dannet.
»Det her er med til at give os en forståelse af, hvad vores plads i universet er. Hvad består min krop af, hvad for elementer er det, hvor kommer de fra, og hvordan er de endt her, hvor de er blevet til mig?«
Du kan læse, hvilke fund forskerne håbede på en dag at kunne trække ud af arbejdet med tyngdebølger, da de i 2016 kunne annoncere detektionen af de første i slagsen, i artiklen ‘Forskere: Disse fund kan vi forvente af tyngdebølger‘.
