Strana 18
hlubiny kosmu
gravitační vlny
18
11/2021
Tajemství vesmíru
rentgenového nebo gama-záření. Stejně tak
první přímá detekce gravitačních vln, jež
potvrdila jejich existenci, znamenala zrod
zbrusu nové gravitační astronomie.
Gravitační vlny mají dvě zásadní
vlastnosti, které znich dělají zajímavý zdroj
informací ovesmíru: Zaprvé, jejich vznik
nevyžaduje přítomnost žádné další hmoty.
Hmotné objekty je vyzařují pouhým po-
hybem, pokud tento splňuje výše uvedené
předpoklady. Aza druhé se dané vlnění
může šířit skrz jakoukoliv hmotu, aniž
by se podstatně rozptýlilo. Například
světlo hvězd nám snadno zablokují mračna
kosmického prachu, na jehož částicích se
viditelné záření rozptyluje. Takové oblaky
se přitom ve vesmíru vyskytují běžně
ačasto na velmi zajímavých místech, jež
bychom pozorovali rádi, ale právě kvůli
prachu nemůžeme. Gravitační vlny však ta-
kovým mračnem projdou jako nůž máslem
anijak je to neovlivní.
Extrémní dvojice
Gravitační vlny sice vyzařují všechny hmot-
né objekty, které se pohybují vhodným
způsobem, ale sjejich detekcí jsme teprve
na počátku. Naše přístroje mohou zachytit
dané vlnění zobjektů, jež jsou typicky
extrémně hmotné apohybují se značnou,
přímo astronomickou rychlostí. Ztoho
plyne, že hlavní zdroj gravitačních vln,
které dnes pozorujeme, tvoří kompaktní
binární systémy extrémníchobjektů.
Nejčastěji sledujeme vlnění, jež pří-
slušná dvojice vyslala těsně před srážkou
asplynutím. Jde otypický úlovek po-
zemních gravitačních observatoří, knimž
patří LIGO aVirgo. Může se přitom
jednat opáry černých děr, neutronových
hvězd či třeba bílých trpaslíků, případně
odvojice, vnichž jsou zastoupeny různé
typy uvedených objektů. Vlednu 2020
zachytily gravitační observatoře poprvé
srážku, nebo spíš „zhltnutí“ neutronové
stálice černou dírou.
Nejhlasitější vkosmu
Většina hvězdných ostrovů ukrývá
supermasivní černé díry ohmotnosti
statisíců, milionů, aněkdy imiliard
sluncí. Při splynutí galaxií, které vkosmu
nepředstavuje nijak výjimečnou událost,
se po nějakém čase obvykle přiblíží, srazí
asplynou ijejich supermasivní černá
monstra. Gravitační vlny, jež při tako-
vých událostech vznikají, budou patrně
„nejhlasitější“ vcelémvesmíru.
Vpřípadě dvojic supermasivních
černých gigantů ohmotnosti milionů
sluncí by mohly příslušné vlnění zachy-
távat chystané kosmické observatoře jako
LISA (vizPátrání ve vesmíru). Při detekci
gravitačních vln zpáru „mamutích“
supermasivních černých děr shmot-
nostním ekvivalentem miliard Sluncí by
se pak mohla uplatnit tzv. pole pulzarů
(vizPulzary poddohledem).
Čím hmotnější je kosmická „káča“
ačím rychleji rotuje, tím mohutnější
gravitační vlny vznikají
Pátrání ve vesmíru
Gravitační detektory by se měly
vdohledné době objevit ive vesmí-
ru: Například vroce 2034 má být
spuštěna observatoř LISA neboli
Laser Interferometer Space Ante-
nna, tvořená třemi satelity navzá-
jem vzdálenými milion kilometrů,
které na sebe budou vysílat lase-
rové paprsky. Jejich odchylky pak
bude měřit gravitační detektor,
podobně jako upozemních zařízení
danéhotypu.
Observatoř LISA adalší připravo-
vané kosmické gravitační detektory
by měly zaznamenat gravitační vlny
binárních systémů, jejichž členy bude
dělit větší vzdálenost než udosud za-
chycených vln (vesměs šlo o„smrtelné
výkřiky“ zobdobí těsně před sráž-
kou). Odborníci ovšem předpokládají,
že by podobné soustavy, vnichž jsou
objekty vzdálenější, mohly detekovat
také pozemní gravitační observato-
ře–bude-li jedním zobjektů černá
díra střední velikosti ohmotnosti
několika stovek sluncí.
Detektor LISA má zachytávat
zejména gravitační vlny ze sloučení
supermasivních černých děr, která
se odehrávají v centrech spojujících
se galaxií. Zařízení se bude skládat
ze tří sond, obíhajících asi 60 mi-
lionů kilometrů za Zemí v sestavě
téměř rovnostranného trojúhelníku