21.09.2017
гравитационные волны

Слухи о новой эре гравитационно-волновой астрономии

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

На прошлой неделе астрофизики смогли зафиксировать гравитационные волны от столкновения двух нейтронных звезд в далекой галактике. Телескопы, наведенные на этот регион, также могли увидеть это событие, пишет Давид Кастельвекки на страницах Nature.

Галактика NGC 4993 - размытое белое пятно на расстоянии 130 млн. световых лет. В ней, возможно, наблюдали слияние двух нейтронных звезд и гамма-вспышку за помощью гравитационных волн.

Слухи по этому поводу быстро ширятся онлайн. Многие исследователи восторге: такое обнаружение может ознаменовать новую эру в астрономии, в которой теперь можно наблюдать за космическими явлениями как с помощью обычных телескопов, так и обнаруживать их с помощью вибрации ткани времени и пространства — гравитационных волн, — которые они обуславливают.

“Это будет означать невероятный прогресс в наших знаниях о Вселенной”, — говорит Стюарт Шапиро, астрофизик из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.

Ученые, которые работают с гравитационно-волновыми детекторами, пока не комментируют слухи, поскольку данные в процессе анализа. С публичных записей становится ясно, что телескопы во всем мире на прошлой неделе были нацелены на одну и ту же галактику, но астрономы предупреждают, что пока есть сомнения, что они могли подхватить сигнал с какого-то малосвязанного источника.

В то время, как ученые охотятся в своих данных за сигналами гравитационных волн, Nature поясняет, что в настоящее время известно об этом явлении и чего от него можно ожидать.

Лазерно-интерферометрическая, гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) в штате Луизиана и Вашингтоне уже трижды фиксировала гравитационные волны — рябь в ткани времени-пространства — от столкновения черных дыр. Но ученые надеются, что смогут зафиксировать их и от другого космического катаклизма, например столкновения нейтронных звезд — остатков крупных звезд, которые взорвались, однако не были достаточно тяжелыми, чтобы сколлапсировать в черную дыру. Важно, что такое событие также должно излучать радиацию в электромагнитном спектре — от радиоволн до гамма-волн, — которую можно увидеть в обычные телескопы.

18 августа астроном Крейг Уилер из Техасского университета в Остине дал старт публичным слухам, написав в Твиттере: “Новый LIGO. Источник с оптическим двойником. Сдует вам носки!”. Через час астроном Питер Иоахим из Вашингтонского университета в Сиэтле сообщил, что LIGO увидел сигнал с оптическим двойником (то есть и гравитационно-волновой и оптический сигналы) в галактике NGC 4993 на расстоянии примерно 40 млн. парсек (130 млн. световых лет) от Земли в южном созвездии Гидры. Некоторые астрономы, которые пожелали быть анонимными, говорят, что слухи циркулировали частно еще перед твитами Уилера и Йоахима.

Если исследователи все-таки поймали гравитационно-волновой сигнал, то они должны достаточно быстро определить, что является его источником — черные дыры или нейтронные звезды. Каждое из этих событий имеет свою специфику, однако для точного заключения данные следует изучать долго и тщательно.

Очень возможно, что произошедшее увидела и “сестра” LIGO, обсерватория VIRGO в Италии, которая недавно приступила к работе после модернизаций. Это даст исследователям больше уверенности относительно ее источника (VIRGO имеет среднюю чувствительность к слиянию нейтронных зрение только до 25-27 млн парсек, хотя в некоторых регионах неба она может смотреть дальше — до 60 млн парсек, — говорит физик Джованни Лозурдо, который возглавлял модернизацию детектора).

Вместе Вилер и Йоахим отказались комментировать свои твиты, а Вилер даже извинился в Твиттере “Правда это или нет, я не должен был писать этот твит. LIGO должна объявить, когда они будут готовы. Mea culpa”, — написал он.

Астрономы, которые желают сохранить свою анонимность, говорят, что гамма-лучевой космический телескоп НАСА Ферми также мог увидеть гамма-лучи в том же участке неба, которые, возможно, связаны с гравитационными волнами. Один из старших сотрудников Ферми отказался комментировать такую возможность.

Это наблюдение может согласовываться с ожиданиями, что столкновения нейтронных звезд может объяснять природу загадочных явлений, которые называются короткими гамма-вспышками, которые, как правило, длятся лишь несколько секунд и сопровождаются постсвечением в диапазоне видимого света и время радио - и рентгеновском диапазонах. Но астрономы предупреждают, что даже если телескоп Ферми увидел гамма-вспышку, он не сможет достаточно точно определить ее происхождение.

Но вскоре появились данные о том, что какое-то событие внезапно привлекло внимание телескопов до NGC 4993. 22 августа Твиттер-аккаунт под названием Space Telescope Live (космический телескоп вживую), который обновляет информацию о том, за чем наблюдает телескоп “Хаббл”, высказал догадку, что команда астрономов смотрит на слияние двойной нейтронной звезды, используя спектрограф на “Хаббле”, который астрономы обычно используют для наблюдения за короткими гамма-вспышками. Этот твит быстро исчез. Однако публичные данные также подтверждают, что космический телескоп “Хаббл” в течение прошлой недели наблюдал за NGC 4993 и, вероятно, хотел увидеть событие, которое можно зафиксировать с помощью гравитационно-волнового метода.

23 августа комментатор в блоге астрофизика Питера Коулза из Кардиффского университета в Соединенном Королевстве написал, что Космическая рентгеновская обсерватория НАСА “Чандра” также включилась в охоту за экстраординарным событием. На веб-сайте “Чандры” появилась информация о наблюдениях за 19 августа. Телескоп был наведен на небесные координаты, которые соответствуют NGC 4993, и наблюдал за событием, названным SGRB170817A, что можно расшифровать как “короткая гамма-вспышка 2017 г. 17 августа” (short of GRB 2017-August-17). Но самым интересным является запись, которая объясняет, почему “Чандра” внезапно прервала свои предыдущие наблюдения и развернулась в этом направлении: “источник гравитационных волн, который фиксировали LIGO, VIRGO или они оба”.

Публично доступные записи от других значительных астрономических комплексов, включая "Очень большой телескоп” Европейской Южной обсерватории и первый в мире радиотелескоп — Большой миллиметровый телескоп Атаками (оба в Чили) — показывают, что 18 и 19 августа они также наблюдали за NGC 4993.

Гравитационно-волновые сигналы от слияния черных дыр короткие и длятся, как правило, одну секунду, а то и меньше. Но слияние нейтронных звезд продуцируют сигнал, который длится до минуты: нейтронные звезды не такие массивные и эмитируют слабые гравитационные волны, следовательно им нужно больше времени, чтобы спирально слиться друг с другом. Более длительные события делают возможным более точные тесты общей теории относительности Альберта Айнштайна, которая предусматривает гравитационные волны, и также дают более четкие указатели к происхождения нейтронных звезд.

Короткие гамма-вспышки, которые, видимо, наблюдали все эти телескопы, также имеют важное значение. Если они связаны с гравитационными волнами, это подтвердит десятилетия гипотез об их происхождении от столкновения нейтронных звезд.

Впрочем, короткий гамма-всплеск сам собой может стать важным научным открытием. Большинство таких событий мы видим в дальнем космосе, за миллиарды парсек, а NGC 4993 находится на расстоянии 40 млн. парсек и, видимо, станет ближайшим таким событием, — говорит астрофизик Дерек Фокс из Университета Пенсильвании.

Детали гравитационных волн в момент столкновения и в следующие мгновения также могут пролить свет на структуру нейтронных звезд, которая вообще неизвестна, и то, что в результате их слияния образуется новая нейтронная звезда или, возможно, черная дыра.

Сегодня сотрудничество LIGO и VIRGO обнародовало официальное сообщение:

“Во время предварительного анализа данных LIGO и VIRGO идентифицированы потенциальные гравитационно-волновые кандидаты. Мы поделились с нашими партнерами информацией и прилагаем всех усилий, чтобы убедиться, что эти кандидаты являются достоверными гравитационно-волновыми событиями. Нужно время, чтобы достичь такого уровня, который бы позволил объявить эти результаты перед научным сообществом и широкой общественностью. Мы сообщим, как только получим готовую информацию”.

  1. Последние
  2. Популярные
Загрузка...

Новости технологий сегодня

Самые популярные метки