НОВОСТИ   ТОП   ТЕМЫ   ВИДЕО   СЕГОДНЯ 
НОВОСТИ / 2017 / 10 / 16 / УЧЕНЫЕ ВПЕРВЫЕ ЗАФИКСИРОВАЛИ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ, ВОЗНИКШИЕ ПРИ СЛИЯНИИ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД

Ученые впервые зафиксировали гравитационные волны, возникшие при слиянии нейтронных звезд

18:29 16.10.2017 - NEWSru.com   смотреть полную версию 

Фото: ligo.caltech.edu

Гравитационная обсерватория LIGO впервые обнаружила гравитационные волны, порожденные в ходе процесса слияния нейтронных звезд, и установила точное положение их источника - галактику NGC 4993 в созвездии Гидры. Об этом открытии сообщили участники коллаборации LIGO в ходе пресс-конференции в Институте космических исследований РАН в Москве.

"Во всех предыдущих случаях источником гравитационных волн были черные дыры. Как это ни парадоксально, черные дыры - очень простые объекты, полностью описывающиеся хорошо известными законами общей теории относительности. В то же время структура нейтронных звезд и уравнение состояния нейтронной материи до сих пор точно не известны. Поэтому изучение сигналов от сливающихся нейтронных звезд позволит нам получить огромное количество новой информации также и о свойствах сверхплотной материи в экстремальных условиях", - приводит РИА "Новости" слова Фарита Халили, одного из участников российской группы в рамках LIGO.

Как пишет N+1, 17 августа 2017 года автоматические системы на одном из двух детекторов гравитационно-волновой обсерватории LIGO зарегистрировали приход гравитационной волны из космоса. Сигнал получил обозначение GW170817, это был уже пятый случай фиксации гравитационных волн с 2015 года, с момента, когда они были впервые зарегистрированы. Однако в этот раз уже через две секунды после гравитационного события космический телескоп Fermi зафиксировал вспышку гамма-излучения на южном небе. Практически одновременно вспышку увидела и европейско-российская космическая обсерватория INTEGRAL.

В ходе анализа данных системы обсерватории LIGO пришли к выводу, что случайное совпадение этих двух событий крайне маловероятно. В ходе поиска дополнительной информации было обнаружено, что гравитационную волну увидел и второй детектор LIGO, а также европейская гравитационная обсерватория Virgo. В итоге астрономы и обсерватории всего мира занялись поиском источника гравитационных волн и гамма-всплеска.

Через некоторые время ученые пришли к выводу, что источник вспышки находился в галактике NGC 4993, расположенной на расстоянии около 130 миллионов световых лет от Земли, которое можно назвать исключительно близким, поскольку зафиксированные ранее гравитационные волны приходили с расстояний в миллиарды световых лет.

Как показали наблюдения, проведенные при помощи телескопа "Ферми" и ряда наземных обсерваторий, а также расчеты теоретиков, гравитационные волны были порождены двумя пульсарами, масса которых составляла 1,1 и 1,6 массы Солнца, а радиус - около 10-20 километров. Сила гамма-вспышки, возникшей в результате этого слияния, в целом соответствует тем значениям, которые предсказываются теорией относительности Эйнштейна.

По словам руководителя проекта LIGO Дэвида Шумейкера, обнаружение этой вспышки является наглядной демонстрацией того, что гравитационные волны существуют и что теория относительности Эйнштейна правильно их описывает и предсказывает. По мнению исследователей, дальнейшие наблюдения за подобными событиями помогут понять загадки Вселенной, в том числе тайны происхождения видимой материи.

Напомним, детектор гравитационных волн LIGO был построен в 2002 году по проектам и планам, которые были разработаны Кипом Торном, Райнером Вайссом и Рональдом Древером в конце 80-х годов прошлого века. На первой стадии своей работы, длившейся восемь лет, LIGO не удалось обнаружить "эйнштейновские" колебания пространства - времени, после чего детектор был отключен, и последующие четыре года ученые потратили на его обновление и повышение чувствительности. Эти усилия оправдали себя - в сентябре 2015 года, фактически сразу после включения обновленного LIGO, ученые обнаружили всплеск гравитационных волн, порожденных сливающимися черными дырами общей массой в 53 Солнца.

теги:  Космос

Гравитационные волны "нейтронных звезд": почему это важнейшее открытие года?

 3 фото 

На протяжении нескольких недель бурлили слухи, что ученые зафиксировали гравитационные волны - крошечную рябь в пространстве и времени - нового типа, не связанного со столкновением черных дыр. И вот мы получили окончательное подтверждение тому, что увидели подобные волны, произведенные жестоким столкновением двух массивных сверхплотных звезд в 100 миллионах световых лет от Земли.

Открытие было сделано 17 августа глобальной сетью современных гравитационно-волновых интерферометров, состоящей из двух детекторов LIGO в США и их европейского кузена Virgo в Италии. Открытие чрезвычайно важное, не в последнюю очередь потому, что помогает решить крупнейшие загадки в астрофизике - включая причину ярких вспышек, известных как "гамма-лучевые всплески", и, возможно, даже происхождения тяжелых элементов, таких как золото.

Далее - от первого лица: Мартин Хендри, профессор гравитационной астрономии и космологии Университета Глазго.

Будучи членом научной коллаборации LIGO, я пришел в восторг сразу же, как только увидел исходные данные. Следующий период был определенно самым интенсивным и бессонным, но также захватывающим, за два месяца моей карьеры.

Объявление последовало через несколько недель после того, как трем ученым присудили Нобелевскую премию по физике за их важную работу, которая привела к открытию гравитационных волн, впервые анонсированных в феврале 2016 года. С тех пор обнаружение гравитационных волн от сталкивающихся черных дыр становилось все ближе к нам - было зарегистрировано еще четыре подобных события. Но насколько нам известно, столкновение черных дыр открывает окно лишь на темную сторону Вселенной. Мы не могли бы зафиксировать свет от таких событий, имея любые инструменты.

Но GW170817 - название события 17 августа - все изменило. Потому что источником волн на этот раз были две "нейтронные звезды" - невероятно плотные остатки звезд размером с город, каждая весом больше солнца. Эти звезды носятся одна вокруг другой на гигантской скорости, а потом сливаются в ужасном столкновении, которое мы и увидели, потрясающем саму ткань пространства и времени.

Решенные загадки

Тот космический концерт был только началом. Астрономы давно подозревали, что слияние двух нейтронных звезд может быть увертюрой для короткого гамма-лучевого всплеска - мощной вспышки гамма-лучей, которые испускают больше энергии за долю секунды, чем солнце - за десять миллиардов лет. Мы наблюдали гамма-лучи уже несколько десятилетий, но не знали, что их вызывает.

LIGO и Virgo нашли дымящийся пистолет, и связь между столкновениями нейтронной звезды и короткими всплесками гамма-лучей была установлена окончательно и четко.

Сочетание гравитационно-волновых и гамма-лучевых наблюдений позволили определить положение космического взрыва с точность до 30 квадратных градусов неба - или в 100 раз большего участка, чем полная луна. Это, в свою очередь, позволило целой батарее астрономических телескопов, чувствительных к свету всего электромагнитного спектра, обыскать этот небольшой участок неба в поисках послесвечения взрыва. И они нашли его - в задней части довольно скромной галактики NGC4993, в созвездии Гидры.

В следующие дни и недели астрономы наблюдали за агонией, пока угольки от взрыва вспыхивали и гасли, прекрасным образом сливаясь в картину, описывающую так называемую "килоновую". Она рождается, когда материал, богатый субатомными частицами - нейтронами, - от изначального слияния выбрасывается на большой скорости под действием гамма-лучевого всплеска. Все это выбрасывается в окружающий космос и приводит к производству тяжелых радиоактивных элементов.

Нестабильные элементы затем распадаются до стабильного состояния с излучением радиации. Это приводит к свечению килоновой, которое мы подтвердили, составив подробную карту. Наши наблюдения также подтвердили теорию, что стабильные конечные продукты этих цепочек реакций включают обилие драгоценных металлов, таких как золото и платина. Хотя мы подозревали, что нейтронные звезды играют ключевую роль в создании этих элементов в космосе, эта гипотеза теперь кажется намного более убедительной. И в самом деле, килоновая, которая сформировалась из осколков GW170817, могла произвести золота по массе с целую Землю - 1000 триллионов тонн.

Наблюдая за килоновой "в интимной близости" впервые и видя, насколько хорошо она вписывается в разворачивающуюся астрономическую раскадровку, которая началась со слияния нейтронной звезды, астрономы осуществили огромный скачок к пониманию этих жестоких космических событий.

Мысль о том, что все мы сделаны из звездной пыли, невероятно популярна в культурном сознании - везде, от документальных фильмов до песенной лирики. Но умопомрачительная концепция о том, что золото в наших обручальных кольцах и часах Rolex сделано из нейтронной звездной пыли, еще интереснее. Еще более захватывающим является огромный потенциал, который открывается в новых радикальных подходах к изучению космоса.

Работая совместно - используя инструменты, которые работают не только по всему спектру света, но и чувствительны к гравитационным волнам и даже нейтрино - астрономы готовы полностью открыть новое окно во Вселенную. Например, они уже использовали свои наблюдения, чтобы сделать первое совместное измерение скорости расширения Вселенной, используя как гравитационные волны, так и свет.

Новые результаты последуют в ближайшее время. С этого взрыва новая увлекательная эпоха многопользовательской астрономии только начинается.

По материалам hi-news


Явление иной природы: ученые смогли заглянуть в центр нейтронной звезды

В десятках институтов мира отметили уникальное событие, связанное с открытием нового астрономического явления.

Астрофизики всего мира торжествуют. Они впервые представили результаты революционных наблюдений, никогда прежде не регистрировавшегося астрономического явления - столкновения двух нейтронный звезд, которое произошло более ста миллионов лет назад в созвездии Гидры. В понедельник в Германии об этом событии торжественно объявило руководство ESO (Европейской южной обсерватории) и десяток других обсерваторий и институтов. В уникальном эксперименте по детектированию взрыва от столкновения нейтронных звезд принимали участие и российские ученые, входящие в проекты LIGO/Virgо, космических обсерваторий "Интеграл" и "Ферми", а также проект государственного астрономического института им. Штернберга "Мастер".

Там столкнулись две нейтронных звезды с диаметрами до 10 километров (однако вмещающие в себя до 2,5 масс Солнца каждая).

О том, что нейтронные звезды сталкиваются между собой ученые предполагали еще 40 лет назад. Об этом судили по соответствующему гамма-излучению, позже появились оптические наблюдения. Однако ни подтвердить не опровергнуть эти гипотезы никто не решался. Это еще один канал, который теперь несет нам информацию о самых мощных, самых высокоэнергичных процессах во Вселенной наряду с электромагнитным космическим излучением разных диапазонов.

Почти одновременно с ними сигнал в виде всплеска гамма-лучей из галактики NGC 4993 был получен обсерваториями "Ферми" и "Интеграл", а также обсерваториями, работающими в рентгеновском, ультрафиолетовом и оптическом диапазонах. В сумме, по сообщению пресс-службы МГУ, явление наблюдали около 70 наземных и космических обсерваторий по всему миру, в числе которых сеть университетских роботов-телескопов "Мастер". Такое массовое детектирование нового природного явления случилось впервые благодаря гравитационным детекторам. Они первыми зафиксировали волну от слияния звезд, определив ее источник, и тем самым указали всем остальным обсерваториям возможное место его обнаружения.

О том, как новые данные смогут в будущем расширить наши познания и возможности, мы поговорили с заведующим астрономическим отделением физического факультета МГУ, академиком РАН Анатолием Черепащуком.

- Чтобы правильно понимать механизмы работы, к примеру, ядерных электростанций, надо глубоко знать физику плотного ядерного вещества. При слиянии двух нейтронных звезд как раз и происходят процессы, раскрывающие эти свойства. Мы знаем экспериментально о событиях, происходящих до плотности чуть-чуть ниже ядерной. Здесь же перед нами открываются возможности заглянуть в центр нейтронной звезды, где плотность выше (!) ядерной. Мы пока даже не знаем законов физики, которые управляют веществом при такой плотности. Там могут быть частицы иной природы, которые мы ищем на Большом адронном коллайдере, кварк-глюонная плазма, существующая постоянно, а не доли секунды, как в БАКе.

- Выступавшие на пресс-конференции ученые сообщили об образовании тяжелых элементов в результате столкновения двух нейтронных звезд...

- Есть сверхтяжелые элементы, которые открывают в Дубне, есть загадки с происхождением изотопами отдельных земных элементов. Содержание некоторых из них на Земле повышено. Это связывают со взрывом миллионы лет назад сверхновой звезды. Взрыв тот облучил жестким излучением часть элементов, которые породили потом избыточное количество изотопов. Столкновения нейтронных звезд теоретически тоже могут быть источниками рождения тяжелых элементов.

Вечерняя рассылка лучшего в "МК": подпишитесь на наш Telegram-канал


ПРОСМОТРОВ: 437
 20/11/2018   info@idtech.biz   Мы на Facebook и ВКонтакте.
Все права на материалы принадлежат их авторам и источникам, указанным под заголовками новостей.
Рейтинг@Mail.ru RSS