Астрономы впервые зафиксировали гравитационные волны от слияния нейтронных звезд

16 октября стало известно о критической уязвимости в протоколе безопасности WPA2, который используется в большинстве современных устройств с Wi-Fi. Но в этот же день произошло еще одно, куда более важное событие в мире астрономии. Точнее, само событие произошло еще 17 августа, но официально объявлено об этом было только вчера – ученые впервые в истории зафиксировали гравитационные волны от слияния двух нейтронных звезд. До этого гравитационные волны регистрировали уже четырежды, но во всех случаях источником были слияния черных дыр.
Это очень важное и долгожданное событие. Об этом говорит хотя бы то, что наблюдения вели одновременно 70 наземных и космических обсерваторий, а соавторами соответствующей научной статьи указаны одновременно 4600 астрономов — больше трети всего мирового сообщества астрономов. Как сообщили в коллаборации LIGO/Virgo, в рамках наблюдений ученым удалось увидеть предсказанный теоретиками процесс синтеза тяжелых элементов, в том числе золота и платины, и подтвердить правоту гипотез о природе загадочных коротких гамма-всплесков. Ожидается, что полученные данные прольют свет на загадку строения нейтронных звезд и образование тяжелых элементов во Вселенной.

Обсерватория VIRGO возле Пизы, Италия.
Утром 17 августа 2017 года в 8:41 по североамериканскому восточному времени (в 15:41 по киевскому) детектор обсерватории LIGO в Хенфорде (Вашингтон) зарегистрировал приход гравитационной волны из космоса. Сигнал получил обозначение GW170817, это был уже пятый случай фиксации гравитационных волн с 2015 года, с момента, когда они были впервые зарегистрированы. Всего за три дня до этого LIGO и VIRGO впервые вместе поймали гравитационную волну.
Спустя две секунды после гравитационного события космический телескоп Fermi и обсерватория INTEGRAL зафиксировали (1 и 2) вспышку гамма-излучения на южном небе.
В ходе дополнительного анализа было установлено, что второй детектор LIGO (в Луизиане) тоже зафиксировал волну, но автоматическая система не сработала из-за краткосрочных шумов.
После этого раздался сигнал «тревоги» и поиском источника гравитационных волн и гамма-всплеска занялись астрономы всего мира, в том числе Европейская Южная обсерватория и космический телескоп Hubble.
title="Астрономы впервые зафиксировали гравитационные волны от слияния нейтронных звезд"
Расположение трех основных  гравитационно-волновых обсерваторий и телескопов, проводящих наблюдения.
Данные LIGO/Virgo, Fermi и INTEGRAL позволили очертить область площадью в 35 квадратных градусов, что примерно соответствует площади нескольких сотен лунных дисков. И только через 11 часов после регистрации гравитационных волн чилийскому метровому телескопу Swope удалось обнаружить новую светящуюся точку в галактике NGC 4993 в созвездии Гидры, ее яркость не превышала 17 звездной величины.

Такой объект вполне доступен для наблюдения в полупрофессиональные телескопы. В течение примерно часа после этого, независимо от Swope, источник нашли еще четыре обсерватории. Через девять дней астрономам удалось получить изображение в рентгеновском диапазоне, а через 16 дней — в радиочастотном. Но уже в сентябре наблюдения стали невозможными из-за Солнца, приблизившегося к галактике.
Сама галактика NGC 4993 находится на расстоянии около 130 миллионов световых лет от Земли. Это невероятно близко, до сих пор гравитационные волны приходили к нам с расстояний в миллиарды световых лет. Благодаря этой близости мы и смогли их услышать. Но на сей раз сигнал продолжался около ста секунд. Это очень большой промежуток времени — для сравнения, предыдущие четыре фиксации гравитационных волн длились не дольше трех секунд. Это указывало, что вызвать их могли только объекты массой от 1,1 до 1,6 масс Солнца, соответствующие нейтронным звездам. К тому же, сопутствующая гамма-вспышка указывала, что это точно не черные дыры, поскольку никакого излучения при их столкновении не наблюдается. Отметим, что ранее астрономы лишь предполагали, что короткие гамма-всплески порождают слияния нейтронных звезд. Теперь же у них есть экспериментальное подтверждение.
-->Килоновая в первый и четвертый день с момента регистрации, Фото: Обсерватория Лас-Кампанас.
Кроме того, астрономы впервые получили однозначное подтверждение существования килоновых (или «макроновых») вспышек, которые примерно в 1000 раз мощнее вспышек обычных новых. Теоретики предсказывали, что килоновые могут возникать при слиянии нейтронных звезд или нейтронной звезды и черной дыры. Килоновые запускают процесс синтеза тяжелых элементов, основанный на захвате ядрами нейтронов (r-процесс), в результате которого во Вселенной появились многие из тяжелых элементов, таких как золото, платина или уран. По подсчетам ученых, при одном взрыве килоновой может возникнуть огромное количество золота — до десяти масс Луны. До сих пор лишь единожды наблюдалось событие, которое могло быть взрывом килоновой.
В то же время ученые пока точно не знают, что осталось после слияния нейтронных звезд — это может быть как черная дыра, так и новая нейтронная звезда. В то же время неясно почему гамма-всплеск оказался относительно слабым.
Гравитационные волны — колебания гравитационного поля, возникающие при движении любых объектов во Вселенной.
Напомним, в этом году Нобелевскую премию по физике присудили как раз за обнаружение гравитационных волн.
Источник: nplus1 и The Verge
Гравитационные волны, Квантовая физика, Наука, Открытия, Физика
Facebook Twitter Google+ Pocket Facebook Messenger

Также по теме: