Это был необычный танец двух нейтронных звезд, со времени исполнения которого в созвездии Гидры минуло приблизительно 140 миллионов лет. Медленно сближаясь, они все быстрее вращались по орбите и излучали так много энергии (гравитационных волн), что в какой-то момент столкнулись и слились в новую нейтронную звезду, настолько огромную, что она коллапсировала в черную дыру, где за непрозрачной завесой горизонта событий два космических танцора нашли свой конец.
События, подобные этому, чрезвычайно редки - для этого нужна не просто бинарная система, в которой оба солнца стали сверхновой и были подходящего размера, чтобы в итоге превратиться в нейтронные звезды. Для этого нужен также идеальный момент в их миллиарднолетней жизни. Но поскольку звезд так много, подобные события происходят с большой регулярностью.
Первые наблюдения гравитационных волн световыми телескопами
Это конкретное событие необычно тем, что впервые на Земле его смогли наблюдать различные детекторы, включая три установки, впервые созданные для обнаружения гравитационных волн, зарегистрировавшие в 2017 году сигнатуру, которую можно интерпретировать только как слияние нейтронных звезд. В это же время несколько телескопов по всему миру смогли зарегистрировать сильную вспышку света в гамма-диапазоне.
Определение направления сигнала гравитационной волны, ставшее возможным благодаря одновременному успешному измерению всеми тремя детекторами, позволило показать, что короткая гамма-вспышка и гравитационные волны исходили от одного и того же источника. Последние, однако, в отличие от гамма-сигнала, позволяют определить природу эффекта как столкновение нейтронных звезд и даже определить их массу. Таким образом, впервые было выяснено происхождение гамма-всплесков. Это открытие стало сенсацией и первым большим успехом для молодой гравитационно-волновой астрономии.
Это нее "художественное", а реальное телескопическое изображение нейтронной звезды в Крабовидной туманности
Уже первые наблюдения гравитационных волн не только отмечались как демонстрация правильности теории относительности, но и подогревали надежды на создание нового канала для наблюдения космических событий. Именно поэтому совместное измерение слияния нейтронных звезд по широкому спектру каналов было столь значительным. Результат, о котором сейчас сообщают исследователи, основывается непосредственно на этом выводе и доказывает, что надежды на новое понимание были оправданы.
Моделирование слияния двух нейтронных звезд в черную дыру на основе данных гравитационно-волновых измерений Ligo и Virgo
Необъяснимое долголетие
Это наблюдение противоречит предыдущим моделям. Образовавшаяся при слиянии "танцующей пары" нейтронная звезда стала столь велика, что должна была коллапсировать в черную дыру в течение долей секунды. Но данные свидетельствуют о том, что она просуществовала около суток. Источником гамма-всплеска являются экстремальные процессы в аккреционном газовом диске, происходящие, как ранее предполагалось, с нейтронной звездой после ее коллапса в черную дыру. Но гамма-лучи показали типичные следы нейтронной звезды, выбрасывающей газ в космос газ почти со скоростью света.
Только благодаря снимкам гравитационных волн, полученным в 2017 году, можно стало понять, что это вообще было слияние нейтронных звезд. Однако неясно, почему гигантское небесное тело не разрушилось мгновенно, а еще довольно долго продолжало собирать газ из своего аккреционного диска. Это может быть связано с его сильным вращением, центробежные силы которого противодействуют сильному гравитационному притяжению.
Важным для наблюдений, в которых исследователи использовали несколько различных телескопов, было применение автоматической системы, активированной в ответ на сигнал гамма-излучения, обнаруженный космическим телескопом Swift компании Nasa Нила Герела. Затем Ливерпульский телескоп, стоящий на Канарских островах, смог автоматически настроиться на событие и запечатлеть его оптический отклик.
Новые возможности благодаря гравитации и нейтрино
Результат - это пример новой астрономии, использующей в качестве источника информации не только свет, но и другие технические возможности наблюдения. В дополнение к гравитационно-волновой астрономии, которая уже доказала свою полезность, детектор Ice-Cube недавно продемонстрировал свою способность наблюдать небо, обнаружив высокоэнергетические нейтрино из центра близлежащей скрытой за пылью галактики Messier 77, что указывает на гигантскую черную дыру внутри.
Источник информации и фото:
Комментариев нет:
Отправить комментарий