Физики впервые поймали гравитационные волны от слияния звезд: Подробности уникального процесса

Астрономам в первый раз получилось понаблюдать за взрывным слиянием нейтронных звёзд. При этом выделялись гравитационные волны, доступные по оптическому диапазону. 17 августа 2017 года лазерно-интерферометрической обсерваторией LIGO в Соединённых Штатах вместе с итальянским прибором Virgo Interferometer получилось зарегистрировать интересный сигнал. Это ряд гравитационных волн, которые дошли к Земле из космического пространства. Фиксировали подобное уже в пятый раз, и новому случаю присвоили номер GW170817. Буквально через пару секунд парой космических обсерваторий, гамма-телескопом Ферми, принадлежащим американскому аэрокосмическому агентству NASA, и астрофизической гамма-лабораторией Европейского космического агентства INTEGRAL получилось пронаблюдать краткие всплески примерно в том же участке небес.

Что это вообще такое? Гамма-всплесками именуют непродолжительные мощные сигналы, которые подаёт электромагнитное излучение в гамма-диапазоне, что свидетельствует про какое-то грандиозное космическое событие, при котором выбрасывается огромное количество энергии. То, что когда сливаются чёрные дыры или нейтронные звёзды, порождая ряд гравитационных волн, получается такое «послание», астрофизики высказывались не первый день. Теперь же вышло произвести сопоставление источников двух типов излучения. Благодаря установкам LIGO–Virgo определили, откуда именно доходят гравитационные волны. Участок оказался достаточно обширный, как сотни дисков полной Луны, и там содержалось больше миллиона звёзд. Общий регион – южное небо, так что когда в Чили стемнело, многие аппараты Европейской южной обсерватории начали выжидать новые источники излучения оттуда же.

Первые сведения про очередные волны предоставил оптический метровый телескоп Swope, который нашёл их там, где располагалась линзообразная галактика NGC 4993, созвездие Гидры. Практически тогда же зафиксировал другой аппарат, VISTA, в инфракрасном свете. Далее, когда земно уже стало в западной части земного шара, заметили объект телескопы телескопами Pan-STARRS и Subaru, что на Гавайях.

При этом, сигнал очень быстро эволюционировал. Астрономами Европейского космического агентства была начата практически крупнейшая за всё время своего существования внеплановая наблюдательная компания. Большая часть телескопов изучали именно это событие, проверяя его последствия по широкому диапазону. Проходило это до сентября. Далее галактика переместилась по небу чересчур близко к нашему светилу и перестала быть видна. Однако заинтересовал это случай и другие обсерватории. Например, в течение доступного времени галактику изучали космическим телескопом «Хаббл». Оценив расстояние до объекта, которые получили как по гравитационно-волновых данным, так и через иные наблюдения, показали следующее – и GW170817, и NGC 4993 в 130 миллионах световых лет до Земли. Соответственно, это самый близкий к нам обнаруженный источник подобных всплесков и сигналов.
Гравитационную волну могут породить любые движущиеся с некоторым ускорением массы. Однако только мощнейшие фиксируются земными принимающими устройствами. По мнению астрофизиков, конкретно этот случай свидетельствует о том, что сливаются нейтронные звёзды. Современные представления говорят о том, что только так и происходит порождение коротких гамма-всплесков.

Когда массивное светило детонирует в сверхновую, вместо неё появляется некий сверхплотный сжавшийся (сколлапсировавший) кусок, именуемый нейтронной звездой. Вес её не столь большой, чёрная дыра гораздо тяжелее, потому при слиянии происходит порождение более слабых гравитационных волн. Астрофизики, сравнив все известные пять случаев, заявили, что предыдущие четыре происходили, собственно, у «пожирателей». Последний же – исключительно от нейтронных звёзд, и он получился заметен только потому, что сравнительно небольшое расстояние до Земли было.

Когда такие светила сливаются, они детонируют в тысячу раз ярче, чем типичная новая, потому именование у этого процесса килоновая. Так как одновременно были зарегистрированы гравитационные волны и гамма-лучи, специалисты и посчитали, что в данном случае была именно она. Когда инструменты Европейского космического агентства проверили эту информацию, то были найдены некоторые характеристики, которые вполне подходят под теоретические предсказания примерно тридцатилетней давности. В первую очередь, речь о том, что выбрасываются радиоактивные тяжёлые химические элементы, скорость движения которых потом равняется одной пятой скорости света. Буквально за считанные дни килоновая становится сначала ярко-голубой, а потом вдруг ярко-красной. Согласно спектрам, полученным Очень большим телескопом (VLT ESO, Very Large Telescope), в пространстве оказались цезий и теллур. Ряд таких тяжёлых элементов, среди которых и платина с золотом, как раз и появляются после того, как взрывается килоновая. Соответственно, формируются они вообще, когда происходят ядерные реакции в глубинах очень плотных звёзд. Это так называемый r-нуклеосинтез, который ранее описывался исключительно теоретически. Теперь он подтверждается наблюдением. Кроме того, появилось и доказательств появления кратковременных гамма-всплесков от того, что сливаются нейтронные звёзды.

Источник

Земля скажет спасибо: NASA собирается добывать железо на астероиде Лучший папа на свете: Астролог назвала 3 идеальных отца для ребёнка по знакам зодиака Конец света 2 июля? Земля навсегда погрязнет во тьме NVIDIA GeForce GTX 1060: компактные решения ZOTAC Зонд инопланетян? Странное существо сняли на камеру в самой глубокой части Индийского океана