Mokslininkai pirmą kartą istorijoje užfiksavo gravitacines bangas sujungus dvi neutronines žvaigždes - superdensinius objektus, kurių masė mūsų Saulė ir Maskvos dydis. Gautą gama spindulių sprogimą ir kilonovos sprogimą stebėjo apie 70 antžeminių ir kosminių observatorijų - jie galėjo pamatyti sunkių elementų, įskaitant auksą ir platiną, sintezės procesą, kurį numatė teoretikai, ir patvirtinti hipotezių apie paslaptingų trumpų gama spindulių pliūpsnių pobūdį teisingumą, pranešė bendradarbiavimo spaudos tarnyba. LIGO / Mergelė, Europos pietų observatorija ir Los Cumbreso observatorija. Stebėjimo rezultatai gali atskleisti neutroninių žvaigždžių struktūros paslaptį ir sunkiųjų elementų formavimąsi Visatoje.
2017 m. Rugpjūčio 17 d. Ryte (8:41 val. Pagal JAV rytinės pakrantės laiką, kai Maskvoje buvo 15:41 val.) Automatinės sistemos viename iš dviejų LIGO gravitacinių bangų observatorijos detektorių užfiksavo gravitacinės bangos atvežimą iš kosmoso. Signalas gavo žymėjimą GW170817, tai buvo penktasis gravitacinių bangų fiksavimo atvejis nuo 2015 m., Nes jos buvo pirmą kartą užfiksuotos. Tik trimis dienomis anksčiau LIGO observatorija pirmą kartą „išgirdo“gravitacijos bangą kartu su Europos projektu „Virgo“.
- „Salik.biz“
Tačiau šį kartą, praėjus vos dviem sekundėms po gravitacinio įvykio, „Fermi“kosminis teleskopas aptiko gama spindulių sprogimą pietiniame danguje. Beveik tą pačią akimirką protrūkį išvydo Europos ir Rusijos kosmoso observatorija INTEGRAL.
LIGO observatorijos automatinės duomenų analizės sistemos padarė išvadą, kad šių dviejų įvykių sutapimas yra labai mažai tikėtinas. Ieškant papildomos informacijos buvo nustatyta, kad gravitacinę bangą mato antrasis LIGO detektorius, taip pat Europos gravitacinė observatorija Mergelė. Visame pasaulyje astronomams buvo pranešta apie gravitacinių bangų ir gama spinduliuotės šaltinių medžioklę, prasidėjo daugybė observatorijų, įskaitant Europos pietų observatoriją ir Hablo kosminį teleskopą.
Pakeitus kilonovos ryškumą ir spalvą po sprogimo.
Užduotis nebuvo lengva - sujungti „LIGO / Virgo“, „Fermi“ir „INTEGRAL“duomenys leido mums išdėstyti 35 kvadratinių laipsnių plotą - tai yra apytikslis kelių šimtų mėnulio diskų plotas. Tik po 11 valandų mažas „Swope“teleskopas su metro veidrodžiu, esančiu Čilėje, nufotografavo pirmąjį tariamo šaltinio vaizdą - jis atrodė kaip labai ryški žvaigždė šalia elipsės formos galaktikos NGC 4993, esančioje „Hydra“žvaigždyne. Per kitas penkias dienas šaltinio ryškumas sumažėjo 20 kartų, o spalva pamažu keitėsi nuo mėlynos iki raudonos. Visą šį laiką objektas buvo stebimas daugybe teleskopų nuo rentgeno spindulių iki infraraudonųjų spindulių, kol rugsėjį galaktika buvo per arti saulės ir tapo neprieinama stebėjimui.
Mokslininkai padarė išvadą, kad protrūkio šaltinis buvo galaktikoje NGC 4993 maždaug 130 milijonų šviesmečių atstumu nuo Žemės. Tai neįtikėtinai arti, iki šiol gravitacijos bangos mus pasiekė iš milijardų šviesmečių atstumų. Dėl šio artumo mes sugebėjome juos išgirsti. Bangos šaltinis buvo dviejų objektų susiliejimas su masėmis nuo 1,1 iki 1,6 saulės masės - tai galėjo būti tik neutroninės žvaigždės.
Gravitacinių bangų šaltinio nuotrauka - NGC 4993, su blykste centre.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pats sprogimas „skambėjo“labai ilgai - apie 100 sekundžių, sujungus juodąsias skylutes, atsirado pliūpsniai, trunkantys sekundės dalį. Neutronų žvaigždžių pora sukasi aplink bendrą masės centrą, pamažu prarasdama energiją gravitacinių bangų pavidalu ir susiliedama. Kai atstumas tarp jų buvo sumažintas iki 300 kilometrų, gravitacijos bangos tapo pakankamai galingos, kad pasiektų LIGO / Mergelės gravitacinių detektorių jautrumo zoną. Kai dvi neutroninės žvaigždės susilieja į vieną kompaktišką objektą (neutroninė žvaigždė arba juodoji skylė), įvyksta galingas gama spinduliuotės sprogimas.
Astronomai tokius gama spindulių bangas vadina trumpais gama spindulių bangomis, gama spindulių teleskopai juos fiksuoja maždaug kartą per savaitę. Jei ilgesnių GRB pobūdis yra suprantamesnis (jų šaltiniai yra supernovų sprogimai), nebuvo sutarimo dėl trumpų pliūpsnių šaltinių. Buvo hipotezė, kad juos sukuria suliejus neutronines žvaigždes.
Dabar mokslininkai pirmą kartą sugebėjo patvirtinti šią hipotezę, nes gravitacinių bangų dėka mes žinome sujungtų komponentų masę, o tai įrodo, kad tai tiksliai neutroninės žvaigždės.
„Dešimtmečius mes įtarėme, kad trumpi GRB sukuria neutroninių žvaigždžių susijungimus. Dabar, gavę LIGO ir Mergelės duomenis apie šį įvykį, turime atsakymą. Gravitacinės bangos mums sako, kad sujungtų objektų masės atitiko neutronines žvaigždes, o gama spindulių sprogojimas mums sako, kad šie objektai vargu ar gali būti juodosios skylės, nes juodųjų skylių susidūrimas neturėtų generuoti radiacijos “, - sako Julie McEnery,„ Fermi “centro projekto pareigūnė. kosminis skrydis NASA pavadintas Goddardu.
Be to, astronomai pirmą kartą gavo vienareikšmišką patvirtinimą apie kilono (arba „makrono“) raketų buvimą, kurios yra apie 1000 kartų galingesnės nei įprastos „nova“raketos. Teoretikai prognozavo, kad kilonovai gali atsirasti sujungus neutronines žvaigždes ar neutronines žvaigždes ir juodąją skylę.
Tai sukelia sunkiųjų elementų sintezę, pagrįstą neutronų gaudymu branduoliais (r-procesas), dėl kurio Visatoje atsirado daug sunkiųjų elementų, tokių kaip auksas, platina ar uranas.
Anot vieno mokslininko, kilnovos sprogimas gali sukelti didžiulį aukso kiekį - iki dešimties kartų didesnį nei mėnulio masė. Iki šiol buvo pastebėtas tik vienas įvykis, kuris galėjo būti sprogimas kilonova.
Dabar astronomai pirmą kartą galėjo stebėti ne tik kilonovos gimimą, bet ir jos „darbo“produktus. Spektrai, gauti naudojant Hablo ir VLT (labai didelius teleskopus) teleskopus, parodė cezio, telūro, aukso, platinos ir kitų sunkiųjų elementų, susidariusių iš suliejančių neutroninių žvaigždžių, buvimą.
„Kol kas mūsų gauti duomenys puikiai atitinka teoriją. Tai yra teoretikų triumfas, LIGO ir „VIrgo“observatorijų užfiksuotų įvykių absoliučios tikrovės patvirtinimas ir puikus ESO laimėjimas gauti tokius kilonovos stebėjimus “, - sako Stefano Covino, pirmasis„ Gamtos astronomijos “straipsnio autorius.
Mokslininkai dar neturi atsakymo į klausimą, kas liko po neutroninių žvaigždžių susiliejimo - tai gali būti arba juodoji skylė, arba nauja neutronų žvaigždė, be to, nėra iki galo aišku, kodėl gama spindulių sprogojimas buvo palyginti silpnas.
Gravitacinės bangos yra erdvės-laiko geometrijos svyravimo bangos, kurių egzistavimą numatė bendroji reliatyvumo teorija. Pirmą kartą LIGO bendradarbiavimas paskelbė apie patikimą jų aptikimą 2016 m. Vasario mėn. - 100 metų po Einšteino prognozių.
Aleksandras Voytyukas