Kuigi põhimõtteliselt tekitab gravitatsioonilaineid igasuguse vähegi massiivse keha asukoha muutumine, on mõõdetava lainetuse tekkimiseks vajalik kolossaalse massi päratu kiire liikumine. Teadaolevalt parima sellistele nõuetele vastava kandidaadi moodustavad ühinevad neutrontähed, millede massid on võrreldavad Päikese omaga ning liikumiskiirused lähenevad üksteise ümber tiireldes valguskiirusele.

Neutrontähtede üksteise sisse kukkumised leiavad aset üsna harva, galaktika kohta kord paarisaja tuhande aasta jooksul. Taotledes vähegi suuremat lootust, et investorile sobiva aja jooksul mõnele kollapsile siiski satutaks, tuleb laineallikaid otsida miljardite valgusaastate kauguselt Maast. See aga tähendab, et kui mõni aegruumi virvendus detektorini jõuabki, on ta äärmiselt nõrk ning signaali eristamine mürast kujutab suurt väljakutset nii tehnikale kui inimesele.

Et gravitatsioonilainete poolt tekitatud signaali saaks eristada näiteks vee- või seismolainete põhjustatust, on astronoomid juba aastaid otsinud gravitatsiooni lainlemisega potentsiaalselt kaasnevat elektromagnetkiirgust. Sellist lisasignaali saaks ilmselt hästi kasutada otsustamisel, millisest vastuvõetava signaali osast oleks mõistlik otsida jälgi relatiivsusteooria ennustusest. Pärast pikki aastaid jõudis ajakirja Nature lõpuks artikkel, kus prof. Tsvi Piran ja dr. Ehud Nakar väidavad end just midagi taolist leidnud olevat.

Nende tähelepaneku kohaselt avaldab tähtedevaheline mateeria valguskiirusele lähedase kiirusega kahe ühineva neutrontähe poolt maailmaruumi paisatavale pisiainele pidurdavat toimet. Selle tulemusena viimane kuumeneb ning hakkab muuhulgas kiirgama raadiolaineid. Suure ala peale tuleb kokku küllalt tugev raadiosignaali purse, mille maksimumi peaksid maised raadioteleskoobid olema täiesti võimelised detekteerima. Mõnevõrra tülikas on asja juures paraku see, et signaali maksimum jõuab eeldatavalt Maani sõltuvalt pisiaine kiirusest ja neutrontähtede kaugusest nädal kuni aasta pärast temaga kaasnevat gravitatsioonilainet.

Nakar ja Piran juhivad oma artiklis muuhulgas tähelepanu asjaolule, et 1987. aastal Bower et al poolt registreeritud tundmatu päritoluga raadiosignaal evib kõiki nende poolt kirjeldatava purske karakteristikuid. See annab lootust, et nende töö võib minna reaalsesse kasutussse juba 2015. aastal, kui on planeeritud praegu ehitusjärgus gravilaine detektorite Advanced LIGO ja Virgo käikulaskmine.

Kahe neutrontähe liitumine tekitab gravitatsioonilaineid. Juuresolev pilt on väljavõte arvutisimulatsioonist. Pilt: Stephan Rosswog ja Enrico Ramirez-Ruiz

California Ülikoolis Santa Cruzis (UCSC) õppivate Luke Zoltan Kelley ja Enrico Ramirez-Ruizi koostöös tehtud uutest simulatsioonidest nähtub, et gravitatsioonilained võivad välja ilmuda üpris ettearvamatutes kohtades.

Kompaktsed kaksiktähed võivad anda vihje gravitatsioonilainete leidmiseks. Tähtede paar võib liikuda spiraalis teineteise poole, kuni nad kokku põrkavad, tekitades sellega suure plahvatuse, mis peaks gravitatsioonilaineid tekitama. Lisaks üksteise ümber tiirlemisele kihutavad nad aga ka meeletutel kiirustel läbi kosmose, mis tähendab, et nende kokkupõrge võib aset leida kaugel sellest galaktikast, millest nad pärit on.

“Meie ennustused näitavad, gravitatsioonilainete otsimisel tuleks lisaks galaktikate kataloogide kasutamisele, arvesse võtta ka võimalus, et tähed võivad liituda eemal vaadeldud galaktikatest,” ütleb Ramirez-Ruiz. Teadlased loodavad, et gravitatsioonilainete observatooriumi vaatluseid on võimalik siduda tavaliste teleskoobivaatlustega samast põrkuvast süsteemist.

Kaksiktähed “lüüakse” oma kodugalaktikast välja supernoova plahvatuste asümmeetriate poolt. Juba ühe protsendiline asümmeetria võiks anda “tagasilöögi kiiruse” umbes tuhat kilomeetrit sekundis. See on aga praeguseks vaadeldud üksikute neutrontähtede ja pulsarite korral, kuid kaksiksüsteemide puhul pole kiirused veel täpselt teda, kuid need oleksid palju väiksemad, arvatavasti 200 km/s ümbruses.

UCSCs superarvutil töötanud simulatsioon kasutas standardseid kosmoloogilisi simulatsioone tumeainest ja Universumi struktuuri tekkest, et teada saada, kuidas erinevad “löögid” võivad mõjutada kokkupõrkavate kaksiksüsteemide jaotumist. Pärast programmi jooksutamist simuleeritud 13.8 miljardi aasta vältel, leidis Kelley väga Linnutee sarnaseid galaktikaid meie asukohaga võrreldavas piirkonnas ning näitas kompaktsete kaksiktähtede võimalikke asukohti. Tulemused näitasid, et väikesed erinevused löögi kiiruses, võivad tulemuseks anda suured kõikumised kompaktsete kaksiktähtede hajumisel.

See uurimistöö tähendab, et kompaktsed kaksiksüsteemid võivad asuda eemal galaktikatest ning seega võiks olla võimalik neid leida taevaülevaateid tegevate teleskoopidega. “Gravitatsioonilainete observatooriumite vaatlejad teaksid siis, kust ja millal oma andmetest gravitatsioonilainete signaale otsida,” ütles Ramirez-Ruiz.