ОФИЦИАЛНО Е: Гравитационните вълни са ни дали сблъскващи се неутронни звезди!

ESO/L. Калсада/М. kornmesser

За първи път учени от цял ​​свят успяха да заснемат сблъсък между две неутронни звезди, отдалечени на 130 милиона светлинни години. Събитието е наречено GW170817.

И всичко е благодарение на гравитационна вълна астрономия, която идентифицира събитието и предупреди обсерваториите къде да търсят. Така че добавете към този списък с първите първите едновременни наблюдения на оптични и гравитационни вълни на едно и също събитие.

Може ли да направим парти? Хайде да си направим парти.

Сериозно обаче, това е невероятно. Никога досега не сме успели да определим къде гравитационни вълни идват от или наблюдават събитието, което ги е причинило. И това е едва петото гравитационно откриване досега.

Предишните четири откривания бяха от сблъсъци (или сливания) между двоични файлове черни дупки , обединявайки се, за да образуват едно голямо Черна дупка . Имаше две основни причини да не ги видим.

Първият беше, че до началото на тази година имахме само два детектора – интерферометрите на LIGO в Ливингстън, Луизиана и Ханфорд, Вашингтон. Това означаваше, че първите три събития могат да бъдат определени само в много широка област от небето.

Добавянето на трети детектор, интерферометърът на Virgo в Италия, подобри точността на местоположението с фактор около 10, в съобщението начетвъртото събитие на гравитационната вълна само преди няколко седмици.

Второто беше, че черните дупки по самата си природа са невидими. Те поглъщат цялата светлина - можем да заключим за тяхното съществуване само въз основа на промените в пространството около тях. Неутронните звезди, от друга страна, са много видими, така че сблъсъкът между тях беше горещо очаквано събитие.

За да направят този нов набор от наблюдения, около 70 наземни и космически обсерватории се присъединиха към LIGO и Virgo при изследване на малка част от небето в съзвездието Хидра, точно до лещовидната галактика NGC 4993.

Първият детектор се задейства на 17 август в 8.41 сутринта EDT.

След това, около 1,7 секунди по-късно, две базирани в космоса обсерватории, космическият гама-телескоп Ферми на НАСА и МЕЖДУНАРОДНАТА гама-астрофизична лаборатория на ЕКА, уловиха интензивен гама-избухване – най-ярките и енергийни събития във Вселената – от една и съща област на небето.

„Чуруликането“ също беше различно. Това са вълните, преобразувани в аудио данни, а за сблъсъците на черни дупки те трае само части от секундата . В GW170817, чуруликането продължи около 100 секунди .

Това не беше съвпадение и астрономите от цял ​​свят се втурнаха да насочват телескопите си към Хидра.

„Веднага ни се стори, че източникът вероятно са неутронни звезди, другият желани източник, който се надявахме да видим – и обещаващ света, който ще видим“, каза говорителят на LIGO Дейвид Шумейкър.

Неутронните звезди са едно от нещата, които могат да се случат в края на жизнения цикъл на свръхмасивна звезда.

Ядрото се разпада, притискайки протоните и електроните в неутрони и неутрино . Неутриното излиза, но неутроните са невероятно плътно опаковани в ядро ​​с диаметър между само 10 и 20 километра (6-12 мили).

Ако това ядро ​​е по-малко от около три звездни маси, налягането на тази плътност поддържа неутронна звезда . Ако ядрото е по-голямо, то се разпада в черна дупка.

Двете неутронни звезди, участващи в GW170817, бяха между около 1,1 и 1,6 звездни маси и те обикаляха една около друга в свиваща се спирала от разстояние около 300 километра, изкривявайки пространство-времето около себе си, докато набираха скорост, и изпращаха вълни във Вселената.

За разстоянието, от което ги наблюдаваме, последният сблъсък беше изключително ярък, излъчвайки интензивна „огнена топка“ от гама лъчи. Можете да го видите във видеото по-долу. Гледате това. Голямото светло петно ​​в центъра е галактиката NGC 4993. Точно над и вляво можете да видите GW170817.

Не е ли това абсолютно невероятно? Това е сблъсък между две неутронни звезди, не много по-големи от слънцето, на 130 милиона светлинни години и вие го виждате със собствените си очи.

Но става още по-добре. Спомняте ли си, че споменахме гама-лъчи?

'За десетилетия подозирахме, че кратките гама-лъчи се захранват от сливане на неутронни звезди“, каза Джули Макенери, учен от проекта Ферми от Центъра за космически полети Годард на НАСА.

„Сега, с невероятните данни от LIGO и Virgo за това събитие, имаме отговора. Гравитационните вълни ни казват, че сливащите се обекти са имали маси, съответстващи на неутронните звезди, а светкавицата от гама лъчи ни казва, че е малко вероятно обектите да са черни дупки, тъй като не се очаква сблъсък на черни дупки да излъчва светлина.

И те също още веднъж доказаха, че Айнщайн е прав.

„Той … демонстрира, че скоростта на гравитационните вълни е същата като светлината до само няколко части от 10 000 трилиона – потвърждавайки централно предсказание на Айнщайн, датиращо от 1915 г.“, каза Андрю Мелатос от университета в Мелбърн.

През следващите седмици и месеци обсерваториите ще продължат да правят наблюдения на сблъсъка, за да разберат повече за kilonova. Това е моментът, когато материалът, останал от сблъсъка, все още светещ ярко, продължава да се издухва в космоса.

Обсерватории и институции по света също ще публикуват документи за това събитие. Има толкова много аспекти от него, които трябва да бъдат изследвани.

„От предоставянето на подробни модели на вътрешната работа на неутронните звезди и емисиите, които произвеждат, до по-фундаментална физика, като напр. обща теория на относителността , това събитие е просто толкова богато“, каза Шумейкър.

„Това е дар, който ще продължи да дава.“

Научете повече във видеоклипа на Veritasium по-долу:

Резултатите от LIGO-Virgo са публикувани в списанието Писма за физически преглед .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.