Kartais Visata pati pasiūlo eksperimentą, apie kurį fizikai gali tik svajoti. Ne didžiulė laboratorija, ne kvantinė dalelė, o du realūs dangaus kūnai, esantys vos už 4000 šviesmečių nuo mūsų, tapo mokslo stebėjimų scena. Dvinarė sistema ZTF J2130 – dviejų senstančių žvaigždžių pora – lėtai sukasi viena apie kitą, artėdama prie katastrofiško susiliejimo. Tai ne tik įspūdingas reginys kosminiais masteliais. Tai galimybė dar kartą – ir galbūt tiksliausiai iki šiol – patikrinti Albertas Einšteino gravitacijos teoriją, kurią pasaulis laiko beveik nepajudinama.
ZTF J2130 glūdi pakankamai arti, kad galėtume ją stebėti su precedento neturinčiu tikslumu. Šios žvaigždės jau seniai įtrauktos į katalogus, tačiau naujausi duomenys, surinkti vokiečių Hamburg observatorijoje šalia esančiu Oskaro Lėhningo teleskopu bei CAHA observatorijoje Ispanijoje, leido mokslininkams pažvelgti į šią sistemą lyg į gyvą fizikos vadovėlio iliustraciją. Teleskopai fiksavo jų orbitą sekundės dalimis, ir būtent čia prasideda drama, kuri jaudina astrofizikus visame pasaulyje.
ZTF J2130 – mirties spiralė, kurią galime stebėti realiu laiku
Pora susideda iš baltosios nykštukės – žvaigždės branduolio, likusio po Saulės tipo žvaigždės mirties – ir mažos subnykštukės, įžengusios į paskutinius savo gyvenimo etapus. Šios žvaigždės ne šiaip egzistuoja kartu – jos iš esmės jau susilietusios gravitaciniu painiavimu. Per savo orbitą jos apsisuka per mažiau nei 40 minučių, o subnykštukės medžiaga teka į kaimynę tarsi kosminis potvynis. Tai jau nebe stabilus dvinaris, tai – kosminė drama, kurioje finalas žinomas: galiausiai šios žvaigždės taps viena ir sprogs supernovos galingumu.
Kol įvyks didysis sprogimas, sistema kasmet artėja vis sparčiau ir sparčiau. Tam yra priežastis – gravitacinės bangos, erdvės ir laiko struktūros virpesiai, pirmą kartą patvirtinti 2015 metais. ZTF J2130 žvaigždės yra masyvios, jų judėjimas greitas, todėl jos nuolat „raito“ kosmoso audinį. Kiekviena tokia banga atima energiją iš sistemos, o tai reiškia viena – žvaigždės negrįžtamai artėja.
Naujausi matavimai parodė, kad jų orbitos periodas trumpėja maždaug dviem trilijoninėmis sekundės dalimis kas sekundę. Skaičius skamba absurdiškai mažas, tačiau kosmologijoje tokie mikropokyčiai – tarsi metronomas, fiksuojantis žvaigždžių mirties ritmą.
Einšteino teorija kol kas laimi – bet žaidimas dar nebaigtas
Šis nykstantis dvinaris, paradoksaliai, yra ne tragedija, o galimybė. Astronomai tiksliai apskaičiavo, kad stebimas orbitos sutrumpėjimas puikiai atitinka bendrosios reliatyvumo teorijos prognozes. Kitaip tariant, ZTF J2130 elgiasi taip, kaip Einšteinas būtų nupiešęs savo užrašų knygutėje prieš 100 metų. Tačiau čia slypi didžioji paslaptis – mokslas jau seniai ieško ribų, kurių Einšteino lygtis gali nebepanešti.
Žmonija žino, jog gravitacija Visatoje veikti gali ir kitaip, nei mes suprantame šiandien. Reikalingas eksperimentas, galintis parodyti nukrypimus nuo teorijos. Ir dabar, regis, turime kandidatą.
Europos kosmoso agentūra planuoja dešimtmetyje paleisti LISA – kosminį gravitacinių bangų detektorių, kuris galės tiesiogiai fiksuoti šios žvaigždžių poros siunčiamus signalus. Tai nėra vizija be datos – LISA startas numatomas 2030-aisiais, o ZTF J2130 tuo metu vis dar šoks savo mirties šokį. Jei LISA pavyks „pagauti“ šių žvaigždžių bangas tiesiogiai, mes galėsime palyginti jas su Einšteino prognozėmis taip tiksliai, kaip niekada anksčiau.
Galbūt sutapimas bus tobulas. O gal kažkurioje šeštoje ar septintoje reikšmėje po kablelio atsiras klaida – ta, kuri privers perrašyti mūsų kosmologijos knygą.
Sprogimas, kurį galbūt matysime plika akimi
Kai šios dvi žvaigždės galutinai susilies, įvyks kosminis sprogimas, prilygstantis supernovai. Tai gali tapti reiškiniu, kurį žmonės Žemėje galės stebėti naktiniame danguje be teleskopo. Toks įvykis – kartą per kelis šimtus ar tūkstančius metų. Visatos fejerverkai, kurių šviesa keliaus 4000 metų, kad pasiektų mūsų akis.
Kol kas tai – laukimo laikotarpis. Turime žvaigždes, turime teoriją ir turime technologiją, kuri artėja. Tai kosmoso pažadas: dar nesuprasta fizika slypi už mūsų blakstienų mirksnio, o dvi mirštančios žvaigždės tampa vartais į naują mokslo epochą.
Galbūt po dešimtmečio sakysime – Einšteinas buvo teisus iki paskutinės lygties. O gal atrasime trūkį, kuris atvers kelią naujai gravitacijos teorijai. Vienintelis dalykas, kurį žinome tikrai: ZTF J2130 sistemos finalas bus garsiausias mokslinis spektaklis, kokį yra paruošusi Visata per mūsų gyvenimus.
Nuotraukos asociatyvinės © Unsplash ir © Canva.
