Результаты наблюдения слияния нейтронных звезд GW170817
4:49 07/05/2018
0 👁 1 331
Восемь месяцев назад обнаружение гравитационных волн от слияния двойной нейтронной звезды позволило ученым наблюдать одно из наиболее энергичных событий во Вселенной. Поиск начался с радиоизлучения от слияния, именованного GW170817, которое заметили через 2 недели после августовского события. Теперь радиоизлучение начинает исчезать.
Важно понимать, что же именно физикам удалось выполнить при обнаружении гравитационных волн и электромагнитного излучения из одного и того же объекта:
- подтвердить предсказание общей теории относительности (гравитационные волны движутся со скоростью света).
- выяснить поведение материи при сжатии сильнее, чем в ядре атома.
- объяснить, где создается определенная часть золота (и прочих тяжелых элементов) в пространстве.
- приступить к решению 10-летней тайны о том, что вызывает короткие гамма-всплески.
Наблюдение за слиянием
Крупные радиотелескопы, вроде Компактного Массива Телескопов Австралии и Очень Большой Антенной Решетки (США), предназначены для поиска ЭМ-лучей с длиной волны от сантиметров до метров.
Радионаблюдения GW170817 от двух телескопов. Центральный яркий объект – галактика-хозяин NGC 4993. Меньшее яркое пятно в перекрестке – слияние нейтронных звезд
В отличие от видимого света, радиоволны проходят сквозь пространство почти беспрепятственно. Поэтому их видят, как днем, так и ночью. Обнаруженные радиоволны преодолели 130 млн. световых лет от галактики NGC 4993.
При столкновении двух нейтронных звезд высвободилась вспышка гамма-излучения, найденная спутником Ферми за 1.74 секунды после гравитационных волн. В течение 12 часов астрономы зафиксировали яркий затухающий сигнал в видимом свете. Это должно было произойти из материала нейтронной звезды, выброшенного на 50% от скорости света.
Временная шкала Компактного Массива Телескопов Австралии CSIRO
При столкновении две нейтронные звезды формируют новый объект с немного меньшей массивностью. Вероятнее всего, что здесь мы столкнулись с черной дырой.
Что сообщают радиоволны?
Радиоволны формируются при ускорении электронов в магнитных полях. Это происходит на ударных фронтах пространства, так как материал от звездных взрывов врезается в материал вокруг нее. Его называют межзвездной средой, и она в 10 квинтиллионов раз уступает по плотности земному воздуху (почти вакуум). Природа радиоволн многое рассказывает об ударе.
Моделирование слияния нейтронных звезд приводит к ударному оттоку – кокон. Это лучшее объяснение радиоволн, гамма-лучей и рентгеновского излучения в GW170817
Что произошло при взрыве?
Детали все еще не ясны, но есть вероятность, что в GW170817 сформировалась струя. Это связано с наблюдаемым теперь исчезновением радиоизлучения. То есть, взрыв был не классическим гамма-всплеском с релятивистскими струями, а «кокон» материала, вспыхнувшего от взрыва.
Модели того, что может произойти при слиянии. Данные показывают, что у левого варианта меньше шансов. Срабатывает лучше правый кокон
Откуда материал?
Материал, выброшенный из нейтронных звезд, перемещался на скорости 50% от показателя скорости света. Что, если струя, высвобожденная позже, достигла отметки в 99.99%? Она могла взорвать пузырь в выбросах, заставив его двигаться быстрее (возможно, 90% скорости света).
Прощание (на данный момент)
После 8 месяцев наблюдения за GW170817 стало ясно, что это явление отличается от всего, что наблюдалось ранее.
Радионаблюдения за слиянием нейтронных звезд показывает затухание
Теперь радиолучи исчезают, однако ученые пока не ставят точку. Большинство моделей демонстрируют долгосрочное послесвечение, поэтому GW170817 может появиться через несколько месяцев или лет. В начале 2019 года обсерватория LIGO должна приступить к дальнейшим исследованиям.