Pirmosios gravitacijos bangos po neutroninių žvaigždžių susidūrimo

Pirmą kartą astronomai nustato radiaciją ir sukrėtimus erdvėje laiko iš vieno šaltinio

Kai susiduria dvi neutroninės žvaigždės, jos skleidžia ir gravitacines bangas, ir elektromagnetinę spinduliuotę - astronomai pirmą kartą jas aptiko abi. © Robinas Dienelis / Carnegie mokslo įstaiga
skaityti garsiai

Naujas gravitacinių bangų astronomijos etapas: Pirmą kartą astronomai užfiksavo gravitacines bangas iš dviejų neutroninių žvaigždžių susidūrimo. Šis sprogstamasis įvykis skleidė elektromagnetinę spinduliuotę, kurią teleskopai stebėjo visame pasaulyje. Pirmą kartą buvo įmanoma aptikti gravitacines bangas iš šaltinio, išskyrus juodąsias skyles, ir tuo pačiu metu jas pamatyti ir „išgirsti“.

Kaip tik dabar kita sensacija, LIGO bendradarbiavimo įkūrėjai gavo Nobelio fizikos premiją už gravitacinių bangų nustatymą. Nes visi keturi anksčiau aptikti gravitacinių bangų įvykiai kilo iš dviejų susijungusių juodųjų skylių. Tačiau teorija prognozuoja, kad kiti erdvės ir laiko virpesiai turėtų sukelti kitus didelės energijos įvykius, tokius kaip neutroninių žvaigždžių susidūrimas ar net arši supernova.

Dviejų neutroninių žvaigždžių susidūrimas

Dabar astronomai ką tik sugebėjo tai padaryti: pirmą kartą jie taip pat aptiko elektromagnetinę spinduliuotę gravitacinių bangų įvykio vietoje - ir tai beveik visame spektre nuo gama spindulių iki UV, matomos šviesos ir infraraudonųjų spindulių iki radijo bangų. Spinduliavimo tipas ir gravitacinių bangų forma rodo, kad sprogstamasis dviejų neutroninių žvaigždžių susidūrimas skleidė šiuos signalus.

„Tai yra pirmasis aiškus dviejų neutroninių žvaigždžių susiliejimo demonstravimas“, - sako Dale Frail iš Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos (NRAO). GW170817 pakrikštytas susidūrimas įvyko maždaug 130 milijonų šviesmečių atstumu nuo mūsų. Gautos erdvės laiko vibracijos pasiekė 2017 m. Rugpjūčio 17 d., Žemę, taigi ir LIGO detektorius. „Tai yra įvykis, kurio mes visi laukėme“, - sako Davidas Reitze, LIGO bendradarbiavimo vadovas.

Ryškus šviesos taškas artimojoje galaktikoje

Kai LIGO astronomai pamatė signalus, jie nedelsdami perspėjo visą stebėtojų tinklą ir paprašė jų ieškoti ryškių radiacijos impulsų iš gravitacinių bangų kilmės. Tai buvo įmanoma dėl to, kad gravitacines bangas aptiko abu LIGO detektoriai JAV ir Mergelė Italijoje. Tai pirmiausia leido tiksliau atskirti kilmės vietą. displėjus

Šviesos taško nuotrauka neutroninių žvaigždžių susidūrimo vietoje per „Swope“ teleskopą - Las Campano observatorija / Jurijus Beletsky

Tik po vienuolikos valandų pirmieji atvyko Čilės „Swope“ teleskopo astronomai: „Netoliese esančioje galaktikoje pamatėme ryškų, melsvą šviesos šaltinį“, - sako Joshas Simonas iš Karnegio instituto. "Tai tikrai buvo jaudinantis momentas." Kadangi šis staigus šviesos taškas Hidros žvaigždyne buvo būtent ten, kur kilo gravitacijos bangos, ir jis nurodė, kad šį kartą priežastis buvo ne juodosios skylės.,

Žiūrėti ir girdėti tuo pačiu metu

Kosminiai teleskopai „Swift“ ir „NuSTAR“ taip pat nukreipti į radiacijos šaltinį ir užregistruoti stiprią UV spinduliuotę. Tačiau praėjus dviem dienoms po to, kai vėl atsirado gravitacinės bangos, šis smūgis sumažėjo. Tačiau ilgesnis buvo papildomasis švytėjimas optiniame, infraraudonųjų spindulių ir radijo diapazone. Po devynių dienų teleskopai taip pat aptiko įvykio rentgeno spindulius. Dienomis ir savaitėmis buvo galima atsekti spinduliuojančias neutronų žvaigždės susidūrimo pasekmes.

„Istorija, kurią mes čia stebime, yra išsamesnė nei bet kuris kitas astronomijos istorijos įvykis“, - sako Gregg Hallinan iš Kalifornijos technologijos instituto. "Turėdami informacijos tiek iš gravitacinių bangų, tiek iš elektromagnetinės spinduliuotės, galime abu pirmą kartą išgirsti ir pamatyti tą patį įvykį".

Įvykio įrašai UV, infraraudonųjų spindulių ir radijo diapazone. H Robertas Hurtas (Caltech), Mansi Kasliwal (Caltech), Gregg Hallinan (Caltech), Phil Evans (NASA)

Skirtingai nuo visų žinomų kosminių sprogimų

Netgi pirmieji įvairių pastebėjimų įvertinimai daug atskleidžia apie katastrofišką susidūrimą. Taigi, kai dvi neutroninės žvaigždės susiliejo, medžiaga buvo išmesta į kosmosą ypač dideliu greičiu. Sprogimo dujų ir medžiagų debesys greičiausiai išsiplėtė maždaug 30 procentų šviesos greičio, daug greičiau nei supernova.

Remdamiesi kosminių teleskopų duomenimis, tyrėjai nustatė, kad dvi neutroninės žvaigždės prieš susidūrimą tikriausiai buvo sukasi 30 laipsnių kampu nuo mūsų regėjimo linijos. Skleidžiama radiacija buvo panaši savo sudėtimi ir neturėjo nei supernovos, nei gama spindulių sprogimo ar jokio kito žinomo astronominio įvykio.

Paaiškinimas dėl trumpų gama spindulių blyksčių

Taip pat jaudinantis: tuo pačiu metu, kai gravitacinių bangų detektoriai aptiko jų signalą, gama spindulių teleskopas „Fermi“ taip pat užregistravo ryškią gama spindulių blykstę. Tai ypač įdomu astronomams, nes tai galėtų patvirtinti, kad tokius neutroninių žvaigždžių susidūrimus sukelia trumpi gama spindulių sprogimai.

„Remiantis anksčiau teiktu palankumu, šiuos blyksnius sukelia beveik šviesos greičio išstūmimas per neutroninių žvaigždžių susidūrimą“, - sakė Ericas Burnsas iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro. „Dabar LIGO mums sako, kad įvyko toks kompaktiškų objektų susiliejimas, o„ Fermi “mums pasakė, kad įvyko trumpas gama spindulių išsiveržimas. Tai dramatiškai patvirtina šį ryšį “.

(AAAS, LIGO, „Carnegie Institution“, NRAO, 2017 10 17 - NPO)