Oktyabrın 16-da astronomlar bildirdilər ki, avqustun 17-də tarixdə ilk dəfə olaraq ikisinin birləşməsi nəticəsində qravitasiya dalğaları neytron ulduzları . Müşahidələrə 70 alim qrupu cəlb edilib və 4600 astronom - dünyadakı bütün astronomların üçdə birindən çoxu bu hadisəyə həsr olunmuş məqalələrdən birinin həmmüəllifi olub. N+1 veb-saytı uzun bir məqalədə bunun nə üçün vacib bir kəşf olduğunu və hansı suallara cavab verməyə kömək edəcəyini izah etdi.

Bütün bunlar necə oldu?

17 avqust 2017-ci il, Moskva vaxtı ilə saat 15:41:04-də Hanforddakı (Vaşinqton) LIGO rəsədxanasının detektoru rekord uzunluqda olan qravitasiya dalğasını eşitdi - siqnal təxminən yüz saniyə davam etdi. Bu, çox uzun müddətdir - müqayisə üçün qeyd edək ki, qravitasiya dalğalarının əvvəlki dörd qeydi üç saniyədən çox çəkməyib. Bu işlədi avtomatik proqram xəbərdarlıqlar. Astronomlar məlumatları yoxladılar: məlum oldu ki, ikinci LIGO detektoru (Luiziana ştatı) da dalğanı aşkar edib, lakin qısamüddətli səs-küy səbəbindən avtomatik tətik işləməyib.

Müstəqil olaraq sönən Hanford detektorundan 1,7 saniyə gec avtomatik sistem Fermi və İnteqral teleskopları Kainatdakı ən yüksək enerjili hadisələri müşahidə edən kosmik qamma-şüa rəsədxanalarıdır. Alətlər parlaq bir parıltı aşkarladı və təxminən onun koordinatlarını təyin etdi. Qravitasiya siqnalından fərqli olaraq, flaş cəmi iki saniyə davam etdi. Maraqlıdır ki, Rusiya-Avropa "İnteqral" qamma-şüalarının partlamasını "yan görmə" - əsas detektorun "qoruyucu kristalları" ilə gördü. Lakin bu, siqnal üçbucağına mane olmadı.

Təxminən bir saat sonra LIGO qravitasiya dalğaları mənbəyinin mümkün koordinatları haqqında məlumat göndərdi - bu sahə Qız detektorunun da siqnalı görməsi sayəsində müəyyən edildi. Detektorların siqnalı qəbul etməyə başladığı gecikmələrə əsasən məlum olub ki, çox güman ki, mənbə Yerin cənub yarımkürəsində olub: siqnal əvvəlcə Qız bürcünə çatıb və yalnız bundan sonra, 22 millisaniyə sonra LIGO rəsədxanası tərəfindən qeydə alınıb. Axtarış üçün tövsiyə edilən ilkin sahə 28 kvadrat dərəcəyə çatdı ki, bu da Ayın yüzlərlə sahəsinə bərabərdir.

Növbəti addım qamma-şüaları və qravitasiya rəsədxanalarının məlumatlarını birləşdirmək və radiasiyanın dəqiq mənbəyini axtarmaq idi. Nə qamma-şüa teleskopları, nə də xüsusilə qravitasiya teleskopları tələb olunan nöqtəni böyük dəqiqliklə tapmağa imkan vermədiyi üçün fiziklər bir anda bir neçə optik axtarışa başladılar. Onlardan biri ADİ MDU-da hazırlanmış “MASTER” robot teleskop sisteminin köməyi ilə həyata keçirilir.

Avropa Cənub Rəsədxanası kilonova müşahidəsiAvropa Cənub Rəsədxanası (ESO)

Çili sayğaclı Swope teleskopu minlərlə mümkün namizəd arasında istənilən məşəl aşkar edə bildi - qravitasiya dalğalarından təxminən 11 saat sonra. Astronomlar Hidra bürcündə NGC 4993 qalaktikasında yeni işıq nöqtəsi aşkar ediblər, onun parlaqlığı 17 baldan çox olmayıb. Belə bir obyekt yarı peşəkar teleskoplarda müşahidə üçün olduqca əlçatandır.

Bundan təxminən bir saat sonra, Swope-dan asılı olmayaraq, daha dörd rəsədxana, MASTER şəbəkəsinin Argentina teleskopu da daxil olmaqla mənbəni tapdı. Bundan sonra Cənubi Avropa Rəsədxanasının teleskopları, Hubble, Chandra, VLA radio teleskop massivi və bir çox digər alətlərin qoşulduğu genişmiqyaslı müşahidə kampaniyası başladı - ümumilikdə 70-dən çox alim qrupu hadisələr. Doqquz gündən sonra astronomlar rentgen diapazonunda, 16 gündən sonra isə radiotezlik diapazonunda təsvir əldə edə bildilər. Təəssüf ki, bir müddət sonra Günəş qalaktikaya yaxınlaşdı və sentyabrda müşahidələr mümkünsüz oldu.

Partlayışa nə səbəb oldu?

Bir çox elektromaqnit diapazonunda belə bir xarakterik partlayış modeli çoxdan proqnozlaşdırılıb və təsvir edilib. Bu, iki neytron ulduzunun - neytron maddəsindən ibarət ultra yığcam cisimlərin toqquşmasına uyğundur.

Alimlərin fikrincə, neytron ulduzlarının kütləsi 1,1 və 1,6 günəş kütləsi (ümumi kütlə nisbətən dəqiq müəyyən edilib - təxminən 2,7 günəş kütləsi) olub. İlk qravitasiya dalğaları cisimlər arasındakı məsafə 300 kilometr olduqda yaranıb.

Böyük sürpriz bu sistemdən Yerə olan kiçik məsafə idi - təxminən 130 milyon işıq ili. Müqayisə üçün qeyd edək ki, bu, Yerdən Andromeda Dumanlığına qədər olan məsafədən cəmi 50 dəfə uzaqdır və toqquşmaları əvvəllər LIGO və Qız bürcləri tərəfindən qeydə alınan planetimizdən qara dəliklərə qədər olan məsafədən demək olar ki, kiçik bir böyüklük sırasıdır. Bundan əlavə, toqquşma Yerə qısa qamma-şüa partlayışının ən yaxın mənbəyi oldu.

İkili neytron ulduzları 1974-cü ildən məlumdur - belə sistemlərdən biri kəşf edilmişdir Nobel mükafatçıları Russell Hulse və Cozef Taylor. Halbuki indiyədək məlum olan bütün qoşa neytron ulduzları bizim Qalaktikamızda idi və onların orbitlərinin sabitliyi onların növbəti milyonlarla il ərzində toqquşmaması üçün kifayət idi. Yeni cüt ulduz o qədər yaxınlaşdı ki, qarşılıqlı təsir başladı və maddənin ötürülməsi prosesi inkişaf etməyə başladı.

İki neytron ulduzun toqquşması. Nasa Animasiyası

Tədbir kilonova adlanırdı. Sözün əsl mənasında, bu o deməkdir ki, məşəlin parlaqlığı adi alovlardan təxminən min dəfə güclü idi - kompakt bir yoldaşın maddəni özünə tərəf çəkdiyi ikili sistemlər.

Bütün bunlar nə deməkdir?

Artıq toplanmış məlumatların tam çeşidi alimlərə hadisəni gələcək qravitasiya dalğası astronomiyasının təməl daşı adlandırmağa imkan verir. İki ay ərzində məlumatların emalının nəticələrinə əsasən, əsas jurnallarda 30-a yaxın məqalə yazılmışdır: yeddi Təbiət Və Elm, həmçinin işləmək Astrofizika jurnalı məktubları və digər elmi nəşrlər. Bu məqalələrdən biri müxtəlif əməkdaşlıqlardan olan 4600 astronomun həmmüəllifi idi - bu, dünyadaki bütün astronomların üçdə birindən çoxudur.

Elm adamlarının ilk dəfə həqiqətən cavab verə bildikləri əsas suallar bunlardır.

Qısa qamma-şüa partlayışlarına nə səbəb olur?

Qamma-şüa partlayışları Kainatdakı ən yüksək enerjili hadisələrdən biridir. Belə bir partlayışın gücü Günəşin 10 milyon ildə yaratdığı qədər enerjini saniyələr ərzində ətrafdakı kosmosa buraxmaq üçün kifayətdir. Qısa və uzun qamma-şüa partlayışları var; Üstəlik, bunların mexanizmlərində fərqli olan hadisələr olduğuna inanılır. Məsələn, böyük ulduzların çökməsi uzun partlayışların mənbəyi hesab olunur.

Qısa qamma-şüa partlayışlarının mənbələrinin neytron ulduzlarının birləşmələri olduğuna inanılır. Ancaq indiyə qədər bunun birbaşa sübutu yoxdur. Yeni müşahidələr bu mexanizmin mövcudluğunun bu günə qədər ən güclü sübutudur.

Qızıl və digər ağır elementlər Kainatda haradan gəlir?

Nukleosintez - ulduzlarda nüvələrin birləşməsi - çox sayda kimyəvi element əldə etməyə imkan verir. Yüngül nüvələr üçün birləşmə reaksiyaları enerjinin ayrılması ilə davam edir və ümumiyyətlə enerji baxımından əlverişlidir. Kütləsi dəmirin kütləsinə yaxın olan elementlər üçün enerji qazancı artıq o qədər də böyük deyil. Bu səbəbdən ulduzlarda demək olar ki, dəmirdən ağır elementlər əmələ gəlmir - fövqəlnova partlayışları istisna olmaqla. Lakin onlar Kainatda qızıl, lantanidlər, uran və digər ağır elementlərin yayılmasını izah etmək üçün tamamilə kifayət deyil.

1989-cu ildə fiziklər neytron ulduzlarının birləşməsində r-nukleosintezinin məsuliyyət daşıya biləcəyini irəli sürdülər. Bu barədə daha ətraflı astrofizik Marat Musinin bloqunda oxuya bilərsiniz. İndiyə qədər bu proses yalnız nəzəri cəhətdən məlum idi.

Yeni hadisənin spektral tədqiqatları ağır elementlərin doğulmasının aydın izlərini göstərdi. Beləliklə, Çox Böyük Teleskopun (VLT) və Hubble-ın spektrometrləri sayəsində astronomlar sezium, tellur, qızıl və platinin varlığını aşkar etdilər. Ksenon, yod və antimonun əmələ gəlməsinə dair sübutlar da var. Fiziklər hesab edirlər ki, toqquşma Yupiterin kütləsinin 40 qatına bərabər olan yüngül və ağır elementlərin ümumi kütləsini atıb. Təkcə qızıl, nəzəri modellərə görə, Ayın kütləsindən təxminən 10 dəfə çox istehsal edir.

Hubble sabiti nədir?

Kainatın genişlənmə sürətini xüsusi "standart şamlar" istifadə edərək eksperimental olaraq qiymətləndirmək olar. Bunlar mütləq parlaqlığının məlum olduğu obyektlərdir, yəni mütləq və görünən parlaqlıq arasındakı əlaqədən onların nə qədər uzaq olduğunu müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər. Müşahidəçidən müəyyən bir məsafədə genişlənmə sürəti, məsələn, hidrogen xətlərinin Doppler sürüşməsi ilə müəyyən edilir. "Standart şamlar" rolunu, məsələn, Ia tipli fövqəlnovayalar ("ağ cırtdanların partlayışları") oynayır - yeri gəlmişkən, kainatın genişlənməsi onların nümunəsində sübut edilmişdir.

Paranal Rəsədxanasında (Çili) Avropa Cənub Rəsədxanasında (ESO) teleskopdan iki neytron ulduzunun birləşməsini müşahidə etmək

Hubble sabiti müəyyən bir məsafədə Kainatın genişlənmə sürətinin xətti asılılığını təyin edir. Onun dəyərinin hər bir müstəqil müəyyən edilməsi bizə qəbul edilmiş kosmologiyanın doğruluğunu yoxlamağa imkan verir.

Qravitasiya dalğalarının mənbələri də “standart şamlar”dır (və ya məqalədə deyildiyi kimi “sirenlər”). Yaratdıqları cazibə dalğalarının təbiətinə görə, onlara olan məsafəni müstəqil olaraq təyin etmək olar. Astronomlar yeni işlərdən birində məhz bundan yararlandılar. Nəticə digər müstəqil ölçmələrlə üst-üstə düşdü - kosmik mikrodalğalı fon radiasiyası və qravitasiya linzalı obyektlərin müşahidələri əsasında. Sabit meqaparsekdə saniyədə təxminən 62-82 kilometrdir. Bu o deməkdir ki, 3,2 milyon işıq ili ilə ayrılan iki qalaktika orta hesabla saniyədə 70 kilometr sürətlə uzaqlaşır. Yeni neytron ulduzlarının birləşmələri bu təxminin dəqiqliyini artırmağa kömək edəcək.

Qravitasiya necə işləyir?

Bu gün ümumi qəbul edilmiş nisbilik nəzəriyyəsi qravitasiya dalğalarının davranışını dəqiq proqnozlaşdırır. Bununla belə, cazibə qüvvəsinin kvant nəzəriyyəsi hələ inkişaf etdirilməyib. Onun necə qurulacağına dair bir neçə fərziyyə var - bunlar nəzəri konstruksiyalardır böyük məbləğ naməlum parametrlər. Elektromaqnit şüalanma və qravitasiya dalğalarının eyni vaxtda müşahidəsi bu parametrlər üçün sərhədləri aydınlaşdırmağa və daraltmağa, həmçinin bəzi fərziyyələri ləğv etməyə imkan verəcək.

Məsələn, qravitasiya dalğalarının qamma şüalarından 1,7 saniyə əvvəl gəlməsi onların həqiqətən də işıq sürəti ilə hərəkət etdiyini təsdiqləyir. Bundan əlavə, gecikmənin özü ümumi nisbiliyin əsasını təşkil edən ekvivalentlik prinsipini yoxlamaq üçün istifadə edilə bilər.

Neytron ulduzları necə işləyir?

Biz neytron ulduzların quruluşunu ancaq burada bilirik ümumi kontur. Onların ağır elementlərdən ibarət qabığı və neytron nüvəsi var - lakin, məsələn, nüvədəki neytron maddənin vəziyyətinin tənliyini hələ də bilmirik. Və bundan, məsələn, belə bir sadə sualın cavabı asılıdır: astronomların müşahidə etdiyi toqquşma zamanı dəqiq nə əmələ gəldi?

İki neytron ulduzun birləşməsindən yaranan qravitasiya dalğalarının vizuallaşdırılması

Ağ cırtdanlar kimi, neytron ulduzları da kritik kütlə anlayışına malikdirlər, ondan yuxarıda çökmə başlaya bilər. Yeni obyektin kütləsinin kritik kütlədən artıq olub-olmamasından asılı olaraq hadisələrin sonrakı inkişafı üçün bir neçə ssenari mövcuddur. Əgər ümumi kütlə çox böyük olarsa, cisim dərhal qara dəliyə çökəcək. Kütləsi bir qədər az olarsa, o zaman tarazlıqda olmayan sürətlə fırlanan neytron ulduzu yarana bilər, lakin bu da sonda qara dəliyə çevriləcək. Alternativ variant, nəhəng bir maqnit sahəsinə malik sürətlə fırlanan neytron dəliyinin maqnitarının əmələ gəlməsidir. Görünür, toqquşma zamanı maqnitar əmələ gəlməyib - onu müşayiət edən sərt rentgen şüalanması qeydə alınmadı.

MASTER şəbəkəsinin rəhbəri Vladimir Lipunovun sözlərinə görə, hazırda mövcud olan məlumatlar birləşmə nəticəsində konkret nəyin formalaşdığını öyrənmək üçün kifayət deyil. Bununla belə, astronomların artıq yaxın günlərdə dərc olunacaq bir sıra nəzəriyyələri var. Gələcək neytron ulduzlarının birləşməsindən istənilən kritik kütləni müəyyən etmək mümkün ola bilər.

Vladimir Korolev, N+1

17 avqust 2017-ci ildə lazer interferometr qravitasiya-dalğa rəsədxanası LIGO və Fransa-İtaliya qravitasiya dalğası detektoru VIRGO ilk dəfə olaraq iki neytron ulduzun toqquşmasından qravitasiya dalğalarını qeydə aldı. Təxminən iki saniyə sonra NASA-nın Fermi Qamma-şüaları Kosmik Teleskopu və ESA-nın İNTEGRAL Qamma-şüaları Astrofizika Laboratoriyası səmanın eyni sahəsində qısa bir qamma-şüa partlaması, GRB170817A müşahidə etdi.

“Nadir haldır ki, alimin başlanğıca şahidlik etmək imkanı olsun yeni era elmdə. Bu da həmin hallardan biridir!” - İtaliyanın Astrofizika İnstitutundan, nəşrlərdən birinin müəllifi Elena Pian dedi Təbiət məqalələr.

Qravitasiya dalğaları nədir?

Hərəkət edən kütlələrin yaratdığı qravitasiya dalğaları Kainatdakı ən şiddətli hadisələrin göstəriciləridir və qara dəliklər və ya neytron ulduzları kimi sıx obyektlər toqquşduqda baş verir.

Onların mövcudluğu hələ 1916-cı ildə Albert Eynşteyn tərəfindən Ümumi Nisbilik Nəzəriyyəsində proqnozlaşdırılmışdı. Bununla belə, qravitasiya dalğalarını yalnız yüz ildən sonra aşkar etmək mümkün oldu, çünki bu dalğaların yalnız çox böyük cisimlərin sürətinin sürətli dəyişməsi nəticəsində yaranan ən güclüləri müasir qəbuledicilər tərəfindən qeydə alına bilir.

Bu günə qədər 4 qravitasiya dalğası siqnalı tutuldu: üç dəfə tək LIGO kosmik zamanın “dalğalarını” qeyd etdi və 14 sentyabr 2017-ci ildə ilk dəfə olaraq qravitasiya dalğaları birdən üç detektor (iki LIGO) tərəfindən tutuldu. ABŞ-da detektorlar və Avropada bir VIRGO detektoru).

Əvvəlki dörd hadisənin bir ortaq cəhəti var - onların hamısı qara dəliklərin cütlərinin birləşməsi nəticəsində yaranıb, nəticədə onların mənbəyini görmək mümkün deyil. İndi hər şey dəyişib.

Dünyadakı rəsədxanalar qravitasiya dalğalarının mənbəyini necə “tutdular”

LIGO və VIRGO-nun birgə işi qravitasiya dalğalarının mənbəyini cənub səmasında bir neçə yüz disk ölçüsündə geniş bir ərazidə yerləşdirməyə imkan verdi. Bütöv ay milyonlarla ulduzu ehtiva edir. Dünyanın 70-dən çox rəsədxanası, həmçinin NASA-nın Hubble Kosmik Teleskopu yeni radiasiya mənbələri axtarışında səmanın bu bölgəsini müşahidə etməyə başladı.

Yeni işıq mənbəyinin kəşfi ilə bağlı ilk mesaj 11 saat sonra Swope metr teleskopundan gəldi. Məlum olub ki, obyekt Hydra bürcündəki lentikulyar qalaktika NGC 4993-ə çox yaxın olub. Demək olar ki, eyni vaxtda eyni mənbə ESO-nun VISTA teleskopu tərəfindən infraqırmızı işıqda aşkar edilib. Gecə bütün dünya üzrə qərbə doğru hərəkət edərkən obyekt Pan-STARRS və Subaru teleskopları tərəfindən Havay adalarında müşahidə edilib və onun sürətli təkamülü qeyd edilib.

NGC 4993 qalaktikasındakı iki neytron ulduzun toqquşmasından yaranan parıltı Hubble Kosmik Teleskopundan alınan bu görüntüdə aydın görünür. 2017-ci il avqustun 22-dən 28-dək aparılan müşahidələr onun tədricən necə yoxa çıxdığını göstərir. Kredit: NASA/ESA

Obyektin həm qravitasiya dalğası məlumatlarından, həm də digər müşahidələrdən uzaqlığına dair hesablamalar ardıcıl nəticələr verib: GW170817 Yerdən 130 milyon işıq ili uzaqlıqdakı NGC 4993 qalaktikası ilə eyni məsafədədir. Bu, onu bizə indiyə qədər kəşf edilmiş ən yaxın qravitasiya dalğası mənbəyinə və indiyə qədər müşahidə edilən ən yaxın qamma-şüa partlayış mənbələrindən birinə çevirir.

Sirli килонова

Kütləvi bir ulduz fövqəlnova kimi partladıqdan sonra o, çox sıx, çökmüş nüvə ilə geridə qalır: bir neytron ulduzu. Neytron ulduzlarının birləşmələri də qısa qamma-şüa partlamalarını izah edir. Bu hadisənin tipik bir novadan - sözdə kilonovadan min dəfə daha parlaq bir partlayışla müşayiət olunduğu güman edilir.

NGC 4993 qalaktikasında iki neytron ulduzun toqquşmasının bədii təsviri kilonova parıltı və qravitasiya dalğaları yaradır. Kredit: ESO/L. Kalqada/M. Kornmesser

“Bu, heç nəyə bənzəmir! Obyekt çox tez inanılmaz dərəcədə parlaq oldu və sonra sürətlə yoxa çıxmağa başladı mavi rəngdə qırmızıya. Bu inanılmazdır! – Santa Cruzdakı Kaliforniya Universitetindən (ABŞ) Rayan Foley deyir.

GW170817-dən qravitasiya dalğalarının və qamma şüalarının demək olar ki, eyni vaxtda aşkarlanması bunun çoxdan axtarılan kilonova olduğuna dair ümidləri artırdı. ESO-nun alətləri və Hubble Kosmik Teleskopu ilə aparılan təfərrüatlı müşahidələr həqiqətən də bu obyektin 30 ildən çox əvvəl verilmiş nəzəri proqnozlara çox yaxın xassələrini ortaya qoydu. Beləliklə, kilonovaların mövcudluğunun ilk müşahidə təsdiqi əldə edildi.

İki neytron ulduzun birləşməsindən hansı obyektin yarandığı hələ aydın deyil: qara dəlik və ya yeni neytron ulduzu. Əlavə məlumat təhlili bu suala cavab verməlidir.

İki neytron ulduzunun birləşməsi və bir kilonovanın partlaması işığın beşdə bir sürəti ilə uçaraq radioaktiv ağır kimyəvi elementləri buraxır. Bir neçə gün ərzində - hər hansı digər ulduz partlayışından daha sürətli - kilonovanın rəngi parlaq mavidən çox qırmızıya dəyişir.

“Əldə etdiyimiz məlumatlar nəzəriyyə ilə mükəmməl uyğunlaşır. Bu, nəzəriyyəçilər üçün zəfər, LIGO və VIRGO qurğuları tərəfindən qeydə alınan hadisələrin mütləq reallığının təsdiqi və kiloluların müşahidələrini əldə etməyə müvəffəq olan ESO-nun əlamətdar nailiyyətidir”, - İtaliyanın Astrofizika İnstitutundan Stefano Kovino deyir. , nəşr olunan məqalələrdən birinin müəllifidir Təbiət Astronomiyası məqalələr.

İki neytron ulduzu birləşəndə ​​bəzi elementlər kosmosa atılır. Kredit: ESO/L. Kalçada/M. Kornmesser

ESO-nun Çox Böyük Teleskopunda aparatlarla əldə edilən spektrlər neytron ulduzlarının birləşdiyi zaman kosmosa atılan sezium və tellurun varlığını ortaya qoyur. Bu və digər ağır elementlər kilonova partlayışlarından sonra kosmosa səpələnir. Beləliklə, müşahidələr dəmirdən daha ağır elementlərin əmələ gəldiyini göstərir nüvə reaksiyaları supersıx ulduz cisimlərinin dərinliklərində. r-nukleosintez adlanan bu proses əvvəllər yalnız nəzəri cəhətdən məlum idi.

Kəşf etmənin əhəmiyyəti

Kəşf kosmologiyada yeni eranın başlanğıcını qeyd etdi: indi biz nəinki dinləyə, həm də qravitasiya dalğalarını yaradan hadisələri görə bilərik! Qısa müddətdə yeni məlumatların təhlili alimlərə neytron ulduzları haqqında daha dəqiq anlayışlar əldə etməyə imkan verəcək və gələcəkdə oxşar hadisələrin müşahidələri Kainatın davam edən genişlənməsini, qaranlıq enerjinin tərkibini və ulduzların təbiətini izah etməyə kömək edəcək. kosmosdakı ən ağır elementlərin mənşəyi.

Kəşfi təsvir edən tədqiqat bir sıra jurnal məqalələrində təqdim olunur Təbiət, Təbiət Astronomiyası Və Astrofizika jurnalı məktubları.

Bu gün eyni vaxtda keçirilən bir neçə mətbuat konfransında LIGO və Qız qravitasiya rəsədxanalarının, eləcə də dünyanın digər elmi qurumlarının alimləri bu ilin avqustunda birləşmə nəticəsində yaranan qravitasiya dalğalarını ilk dəfə aşkar edə bildiklərini açıqladılar. iki neytron ulduzundan. Fiziklər əvvəllər dörd dəfə qravitasiya dalğalarını müşahidə ediblər, lakin bütün hallarda onlar neytron ulduzların deyil, iki qara dəliyin birləşməsi nəticəsində yaranıb.

©ESO/L. Kalçada/M. Kornmesser

Bundan əlavə, tarixdə ilk dəfə olaraq qravitasiya dalğalarına səbəb olan hadisə təkcə qravitasiya detektorları-interferometrlər tərəfindən deyil, həm də müxtəlif diapazonlarda (rentgen, ultrabənövşəyi, görünən, infraqırmızı və qravitasiya) kosmos və yerüstü teleskoplar tərəfindən müşahidə edilmişdir radio). Kəşf nəinki qravitasiya dalğaları və cazibə qüvvəsinin tədqiqində növbəti addımı təmin edəcək, həm də neytron ulduzlarının tədqiqində mühüm irəliləyişləri təmin edəcək. Xüsusilə, neytron ulduzlarının birləşməsi zamanı ağır elementlərin sintezi və qamma-şüa partlamalarının təbiəti haqqında fərziyyəni təsdiqləyir. Bu kəşf Nature, Nature Astronomy, Physical Review Letters və Astrophysical Journal Letters jurnallarında dərc olunmuş bir sıra məqalələrdə təsvir edilmişdir.

Qravitasiya dalğaları kütləsi olan və qeyri-bərabər sürətlənmə ilə hərəkət edən hər hansı bir obyekt tərəfindən yaradılır, lakin çox böyük kütləli cisimlərin qarşılıqlı təsiri zamanı insan istehsalı olan cihazlardan istifadə etməklə aşkar edilə bilən kifayət qədər güclü dalğalar yaranır: qara dəliklər, qoşa ulduzların komponentləri, neytron. ulduzlar. GW170817 olaraq təyin olunan cari dalğa bu il avqustun 17-də ABŞ-dakı LIGO qravitasiya rəsədxanasının hər iki detektoru və İtaliyadakı Qız bürcü detektoru tərəfindən aşkar edilib.

Üç detektorun olması fərqli nöqtələr Yer, elm adamlarına dalğaların mənbəyinin mövqeyini təxminən müəyyən etməyə imkan verir. Qravitasiya rəsədxanaları GW170817 dalğasını qeydə aldıqdan iki saniyə sonra onun mənbəyinin yerləşməli olduğu ərazidə qamma-şüalarının parlaması qeyd edildi. Bunu Fermi (Fermi Gamma-Ray Space Telescope) və INTEGRAL (Beynəlxalq Qamma Ray Astrofizika Laboratoriyası) qamma-şüaları kosmik teleskopları həyata keçirib. Bundan sonra bir çox yer və kosmik rəsədxanalar bu hadisələrin mümkün mənbəyini axtarmağa başladılar. Qravitasiya rəsədxanaları və qamma-şüa teleskoplarının məlumatlarından müəyyən edilən axtarış sahəsinin sahəsi olduqca böyük idi, təxminən 35 kvadrat dərəcə təşkil edən bir neçə yüz tam ay diski səmanın belə bir hissəsinə sığar və sayı; üzərində yerləşən ulduzların sayı bir neçə milyondur. Lakin onlar hələ də qravitasiya dalğasının və qamma-şüa partlayışının mənbəyini tapa biliblər.

Qamma-şüasının partlamasından on bir saat sonra bunu ilk edən Çilidəki Las Kampanas Rəsədxanasında işləyən Swope əks etdirən teleskopu oldu. Bundan sonra bir neçə böyük teleskop dərhal əvvəllər təsdiqlənmiş müşahidə proqramlarını dayandırdı və Hidra bürcündəki kiçik qalaktika NGC 4993-ü müşahidə etməyə keçdi. günəş sistemi(təxminən 130 milyon işıq ili). Bu hadisə kəşflə bağlı ilk söz-söhbətlərə səbəb oldu, lakin elm adamları bugünkü mətbuat konfranslarına qədər heç nəyi rəsmi olaraq təsdiq etmədilər.

Həqiqətən də, dalğaların və qamma şüalarının mənbəyi NGC 4993 qalaktikasının yaxınlığında yerləşən ulduz idi. Bu ulduz bir neçə həftə ərzində Havaydakı Pan-STARRS və Subaru teleskopları, Avropa Cənub Rəsədxanasının Çox Böyük Teleskopu (VLT ESO) tərəfindən izlənilib. ) və Yeni Texnologiya Teleskopu (NTT), VLT Tədqiqat Teleskopu (VST), 2,2 metrlik MPG/ESO teleskopu, ALMA (Atacama Böyük Millimetr/millimetraltı Array) teleskop massivi - ümumilikdə dünyanın hər yerindən yetmişə yaxın rəsədxana iştirak etmişdir. müşahidələr, həmçinin Hubble Kosmik Teleskopu. İtaliyanın INAF Astrofizika İnstitutunun astronomu Elena Pian ESO-nun press-relizində “Alim üçün elmdə yeni eranın başlanmasının şahidi olmaq nadir haldır” dedi. "Bu da o hallardan biridir!" Astronomların az vaxtı var idi, çünki NGC 4993 qalaktikası yalnız avqustda axşam saatlarında müşahidə üçün əlçatan olduğundan o, Günəşə çox yaxın səmada göründü və müşahidə olunmaz oldu.

Müşahidə olunan ulduz əvvəlcə çox parlaq idi, lakin müşahidələrin ilk beş günü ərzində onun parlaqlığı iyirmi dəfə azaldı. Bu ulduz bizdən NGC 4993 qalaktikası ilə eyni məsafədə yerləşir - 130 milyon işıq ili. Bu o deməkdir ki, GW170817 qravitasiya dalğası bizə rekord dərəcədə yaxın məsafədə yaranıb. Hesablamalar göstərdi ki, qravitasiya dalğasının mənbəyi kütlələri 1,1-1,6 günəş kütləsinə bərabər olan cisimlərin birləşməsi olub, yəni onlar qara dəlik ola bilməzlər. Beləliklə, neytron ulduzları yeganə mümkün izahat oldu.

NGC 4993-ün kompozit şəkli
və bir çox ESO alətlərinin məlumatlarına əsaslanan kilonova
©ESO

Neytron ulduzları tərəfindən qravitasiya dalğalarının yaranması qara dəliklərin birləşməsi zamanı olduğu kimi eyni ssenari üzrə gedir, yalnız neytron ulduzların yaratdığı dalğalar daha zəifdir. İkili sistemdə ümumi ağırlıq mərkəzi ətrafında fırlandıqca iki neytron ulduz cazibə dalğaları yayaraq enerji itirirlər. Buna görə də, bir neytron ulduzuna birləşənə qədər tədricən bir-birinə yaxınlaşırlar (birləşmə zamanı qara dəliyin də görünə bilməsi ehtimalı var). İki neytron ulduzunun birləşməsi adi bir novadan çox daha parlaq olan alovla müşayiət olunur. Astronomlar bunun üçün kilonova adını təklif edirlər. Birləşmə zamanı iki ulduzun kütləsinin bir hissəsi yer üzünün alimləri tərəfindən bu dəfə fərq edilən qravitasiya dalğalarının enerjisinə çevrilir.

Kilonova ulduzları 30 ildən çox əvvəl proqnozlaşdırılsa da, indiki hadisə belə bir ulduzun ilk kəşfidir. Onun müşahidələr nəticəsində müəyyən edilən xüsusiyyətləri əvvəllər verilmiş proqnozlarla yaxşı uyğunlaşır. İki neytron ulduzunun birləşməsi və bir kilonovanın partlaması işığın beşdə bir sürəti ilə uçaraq radioaktiv ağır kimyəvi elementləri buraxır. Bir neçə gün ərzində - hər hansı digər ulduz partlayışından daha sürətli - kilonovanın rəngi parlaq mavidən qırmızıya dəyişir. ESO NTT teleskopu ilə müşahidələr aparan Stiven Smartt deyir: “Obyektin spektri monitorlarımızda görünəndə anladım ki, bu, indiyə qədər gördüyüm ən qeyri-adi keçiddir”. - Mən heç vaxt belə bir şey müşahidə etməmişəm. Bizim məlumatlarımız, eləcə də digər tədqiqat qruplarının məlumatları açıq şəkildə göstərir ki, bu, fövqəlnova və ya fon dəyişən ulduz deyil, tamamilə qeyri-adi bir şeydir."

Ulduzun emissiya spektrləri neytron ulduzlarının birləşməsi zamanı kosmosa atılan sezium və tellurun mövcudluğunu göstərir. Bu müşahidə əvvəllər astrofiziklər tərəfindən supersıx ulduz cisimlərinin dərinliklərində formalaşdırılmış r-nukleosintez nəzəriyyəsini (r-prosesi, neytronların sürətli tutulması prosesi) təsdiqlədi. Kimyəvi elementlər, kilonova partlayışından sonra kosmosa səpələnmiş neytron ulduzlarının birləşməsi zamanı əmələ gəlmişdir.

Astronomların başqa bir nəzəriyyəsi təsdiqləndi ki, buna görə neytron ulduzlarının birləşməsi zamanı qısa qamma-şüa partlayışları baş verir. Bu fikir uzun müddətdir ifadə edilmişdir, lakin yalnız LIGO və Qız qravitasiya rəsədxanalarının məlumatlarının astronomların müşahidələri ilə birləşməsi onun düzgünlüyünü nəhayət yoxlamağa imkan verdi.

“İndiyə qədər əldə etdiyimiz məlumatlar nəzəriyyə ilə mükəmməl uyğunlaşır. Bu, nəzəriyyəçilər üçün zəfər, LIGO-VIRGO tərəfindən qeydə alınan hadisələrin mütləq reallığının təsdiqi və bir kilonun belə müşahidələrini əldə edə bilən ESO üçün əlamətdar nailiyyətdir. – astronom Stefano Kovino deyir.

MOSKVA, 16 oktyabr. /TASS/. LIGO (Lazer İnterferometrik Qravitasiya Dalğaları Rəsədxanası, ABŞ) və Qız (İtaliyada oxşar rəsədxana) detektorları iki neytron ulduzun birləşməsindən yaranan qravitasiya dalğalarını ilk aşkarlayanlar olub. Bu kəşf bazar ertəsi Moskva, Vaşinqton və digər ölkələrin bir sıra şəhərlərində eyni vaxtda keçirilən beynəlxalq mətbuat konfransı zamanı elan edilib.

“Alimlər ilk dəfə olaraq iki neytron ulduzun birləşməsindən qravitasiya dalğalarını qeydə alıblar və bu hadisə təkcə qravitasiya dalğalarını qeydə alan lazer interferometrləri ilə deyil, həm də kosmik rəsədxanaların (INTEGRAL, Fermi) və yerüstü teleskopların köməyi ilə müşahidə edilib. o rekord elektromaqnit şüalanması. Ümumilikdə bu hadisəni dünyanın 70-ə yaxın yer və kosmik rəsədxanaları, o cümlədən MASTER robot teleskoplar şəbəkəsi (M.V.Lomonosov adına Moskva Dövlət Universiteti) müşahidə edib”, - MDU-nun mətbuat xidmətinin məlumatında deyilir.

Nə vaxt və necə qeydiyyatdan keçmisiniz?

Alimlərin bazar ertəsi bildirdiyi kəşf avqustun 17-də edilib. Sonra hər iki LIGO detektoru GW170817 adlı qravitasiya siqnalını qeyd etdi. Üçüncü Qız detektorunun verdiyi məlumat kosmik hadisənin lokalizasiyasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdı.

Demək olar ki, eyni zamanda, qravitasiya dalğalarından təxminən iki saniyə sonra NASA-nın Fermi Qamma-Ray Kosmos Teleskopu və INTERNATIONAL Gamma-Ray Astrofizika Laboratoriyası/INTEGRAL qamma-şüa partlamalarını aşkar etdi. Sonrakı günlərdə elm adamları digər diapazonlarda, o cümlədən rentgen, ultrabənövşəyi, optik, infraqırmızı və radio dalğalarında elektromaqnit şüalanması qeydə aldılar.

LIGO detektorlarından gələn siqnallar göstərdi ki, aşkar edilmiş qravitasiya dalğaları Yerdən bir-birinə nisbətən fırlanan və nisbətən yaxın məsafədə - təxminən 130 milyon işıq ili məsafəsində yerləşən iki astrofizik obyekt tərəfindən buraxılıb. Məlum olub ki, cisimlər daha əvvəl LIGO və Qız bürosunun kəşf etdiyi ikili qara dəliklərdən daha az kütləyə malikdir. Onların kütlələri ən kiçik və ən sıx ulduzlar olan neytron ulduzlarının kütlə diapazonuna daxil olan 1,1 ilə 1,6 günəş kütləsi arasında hesablanmışdır. Onların tipik radiusu cəmi 10-20 km-dir.

İkili qara dəliklərin birləşməsindən gələn siqnal adətən saniyənin bir hissəsi üçün LIGO detektorlarının həssaslıq diapazonunda olsa da, avqustun 17-də qeydə alınan siqnal təxminən 100 saniyə davam etdi. Ulduzların birləşməsindən təxminən iki saniyə sonra kosmik qamma-şüa teleskopları tərəfindən qeydə alınan qamma şüalanma parıltısı baş verdi.

LIGO-Virgo komandası tərəfindən qravitasiya dalğalarının sürətli aşkarlanması, qamma şüalarının aşkarlanması ilə birlikdə bütün dünyada optik və radio teleskoplar vasitəsilə müşahidələr aparmağa imkan verdi.

Koordinatları aldıqdan sonra bir neçə rəsədxana bir neçə saat ərzində hadisənin baş verdiyi güman edilən səma sahəsində axtarışa başlaya bildi. Novaya bənzəyən yeni parlaq nöqtə optik teleskoplar tərəfindən aşkar edildi və nəticədə yer və kosmosda 70-ə yaxın rəsədxana hadisəni müxtəlif dalğa uzunluğu diapazonlarında müşahidə etdi.

Toqquşmadan sonrakı günlərdə rentgen, ultrabənövşəyi, optik, infraqırmızı və radio dalğa diapazonlarında elektromaqnit şüalanma qeydə alınıb.

“İlk dəfə olaraq, qara dəliklərin “tənha” birləşməsindən fərqli olaraq, “şirkət” hadisəsi təkcə qravitasiya detektorları ilə deyil, həm də optik və neytrino teleskoplar tərəfindən qeydə alınıb ”, - Moskva Dövlət Universitetinin Fizika fakültəsinin professoru Valeri Mitrofanovun rəhbərlik etdiyi fenomenin müşahidəsində iştirak edən rusiyalı alimlər qrupunun bir hissəsi olan Moskva Dövlət Universitetinin Fizika fakültəsinin professoru Sergey Vyatçanin bildirib. Universitet.

Nəzəriyyəçilər proqnozlaşdırırlar ki, toqquşan neytron ulduzları qravitasiya dalğaları və qamma şüaları buraxmalı, həmçinin geniş tezlik diapazonunda elektromaqnit dalğalarının emissiyası ilə müşayiət olunan güclü material reaktivləri püskürməlidir.

Aşkar edilmiş qamma-şüa partlayışı sözdə qısa qamma-şüa partlamasıdır. Əvvəllər alimlər yalnız neytron ulduzlarının birləşməsi zamanı qısa qamma-şüa partlayışlarının əmələ gəldiyini proqnozlaşdırırdılarsa, indi bu, müşahidələrlə təsdiqlənib. Lakin aşkar edilmiş qısa qamma-şüa partlayışının mənbəyinin indiyə qədər Yerə görünən ən yaxınlardan biri olmasına baxmayaraq, partlayışın özü belə məsafə üçün gözlənilmədən zəif idi. İndi alimlər bu faktın izahını tapmalıdırlar.

İşıq sürətində

Toqquşma anında iki neytron ulduzun əsas hissəsi qamma şüaları yayan bir ultra sıx obyektdə birləşdi. Qamma şüalarının ilk ölçmələri qravitasiya dalğalarının aşkarlanması ilə birlikdə Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin proqnozunu, yəni qravitasiya dalğalarının işıq sürəti ilə yayıldığını təsdiqləyir.

"YouTube/Georgia Tech"

"Bütün əvvəlki hallarda qravitasiya dalğalarının mənbəyi qara dəliklərin birləşməsi idi. Paradoksal olaraq, qara dəliklər yalnız əyri fəzadan ibarət olan çox sadə obyektlərdir və buna görə də ümumi nisbiliyin məşhur qanunları ilə tamamilə təsvir olunur. Eyni zamanda, neytron ulduzlarının quruluşu və xüsusən də neytron maddənin vəziyyətinin tənliyi hələ də dəqiq bilinmir. böyük məbləğ Ekstremal şəraitdə fövqəladə sıx maddənin xassələri haqqında da yeni məlumatlar”, – deyə Mitrofanovun qrupuna daxil olan Moskva Dövlət Universitetinin Fizika fakültəsinin professoru Farit Xəlili bildirib.

Ağır Elementlər Fabriki

Nəzəriyyəçilər birləşmənin "kilonova" çıxaracağını proqnozlaşdırdılar. Bu, neytron ulduzunun toqquşmasından qalan materialın parlaq şəkildə parladığı və toqquşma sahəsindən uzaq kosmosa atıldığı bir hadisədir. Bu, qurğuşun və qızıl kimi ağır elementlər yaradan proseslər yaradır. Bir neytron ulduzunun birləşməsinin parıltısından sonra müşahidələr bu birləşmənin müxtəlif mərhələləri, nəticədə meydana gələn obyektin qarşılıqlı əlaqəsi haqqında əlavə məlumat əldə etməyə imkan verir. mühit və Kainatdakı ən ağır elementləri əmələ gətirən proseslər haqqında.

“Birləşmə zamanı ağır elementlərin əmələ gəlməsi qeydə alınıb, buna görə də biz hətta ağır elementlərin, o cümlədən qızılın istehsalı üçün qalaktik fabrikdən də danışa bilərik – axı bu metal ən çox elm adamlarını maraqlandırır Bu birləşmənin müşahidə olunan parametrlərini izah edəcək modellər təklif etməyə başladılar”, - Vyatçanin qeyd etdi.

LIGO-LSC əməkdaşlığı haqqında

LIGO-LSC elmi əməkdaşlığı (LIGO Scientific Collaboration) müxtəlif ölkələrdəki 100 institutdan 1200-dən çox alimi bir araya gətirir. LIGO rəsədxanası Kaliforniya Texnologiya İnstitutu və Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən tikilir və idarə olunur. LIGO-nun tərəfdaşı 20 tədqiqat qrupundan 280 avropalı alim və mühəndisin daxil olduğu Qız bürcü əməkdaşlığıdır. Qız detektoru Piza (İtaliya) yaxınlığında yerləşir.

LIGO Scientific Collaboration tədqiqatında Rusiyadan iki elmi komanda iştirak edir: Moskva Fizika Fakültəsindən bir qrup dövlət universiteti M.V adına Lomonosov və Rusiya Elmlər Akademiyasının Tətbiqi Fizika İnstitutunun (Nijni Novqorod) bir qrupu. Tədqiqat Rusiya Fondu tərəfindən dəstəklənir əsas tədqiqat və Rusiya Elm Fondu.

LIGO detektorları ilk dəfə 2015-ci ildə qara dəliklərin toqquşmalarından qravitasiya dalğalarını təsbit etdi və kəşf 2016-cı ilin fevralında mətbuat konfransında elan edildi. 2017 laureatları Nobel mükafatı fizika üzrə amerikalı fiziklər Rainer Weiss, Kip Thorne və Berry Barish LIGO layihəsinə həlledici töhfələrinə, həmçinin "qravitasiya dalğalarının müşahidələrinə" görə idi.

Bu hadisəni müşahidə etməzdən əvvəl neytron dəliklərinin birləşmə tezliyini təxmin etmək üçün iki üsulumuz var idi: qalaktikamızda ikili neytron ulduzlarının ölçülməsi (pulsarlardan olduğu kimi) və ulduz əmələ gəlməsinin nəzəri modelləri, fövqəlnovalar və onların qalıqları. Bütün bunlar bizə bir təxmin verir - hər il bir kub gigaparsek məkanda 100-ə yaxın belə birləşmə baş verir.

Yeni hadisənin müşahidəsi bizə auroraların tezliyi ilə bağlı ilk müşahidə edilə bilən təxminimizi təmin etdi və bu, gözləniləndən on dəfə yüksəkdir. Biz düşündük ki, hər hansı bir şeyi görmək üçün LIGO həssaslıq həddinə çatmalıdır (indi yolun yarısıdır), sonra isə yeri dəqiqləşdirmək üçün üç əlavə detektor lazımdır. Və biz bunu nəinki erkən görməyə, həm də ilk cəhddə onu lokallaşdıra bildik. Beləliklə, sual yaranır: bu hadisəni görmək bizə sadəcə bəxtiyardır, yoxsa belə hadisələrin tezliyi həqiqətən düşündüyümüzdən çoxmu? Əgər daha yüksəkdirsə, onda nəzəri modellərimiz harada səhvdir? Gələn il LIGO modernləşdirmədən keçəcək və nəzəriyyəçilərin bu barədə düşünmək üçün bir qədər vaxtı olacaq.

Birləşmə prosesi zamanı maddənin bu qədər miqdarda ayrılmasına nə səbəb olur?

Ən yaxşı nəzəri modellərimiz bu kimi ulduz birləşmələrinin gün ərzində spektrin ultrabənövşəyi və optik hissələrində parlaq işıq siqnalı ilə müşayiət olunacağını, sonra isə sönərək yox olacağını proqnozlaşdırmışdı. Ancaq bunun əvəzinə, parıltı sönməyə başlamazdan əvvəl iki gün davam etdi və əlbəttə ki, suallarımız var idi. Bu qədər uzun müddət davam edən parlaq parıltı, ulduzların ətrafındakı diskdəki küləklərin maddə olaraq Yupiterin kütləsindən 30-40 dəfə çox atdığını göstərir. Əldə etdiyimiz məlumatlara görə, maddə yarıdan az, hətta səkkiz dəfə az olmalı idi.

Bu emissiyalarda qeyri-adi nə var? Belə birləşməni simulyasiya etmək üçün bir çox fərqli fizikanı daxil etməlisiniz:

• hidrodinamika
• maqnit sahələri
• nüvə sıxlıqlarında maddənin vəziyyətinin tənliyi
• neytrinolarla qarşılıqlı əlaqə

...və daha çox. Müxtəlif kodlar bu komponentləri müxtəlif mürəkkəblik səviyyələri ilə modelləşdirir və biz bu küləklər və emissiyalar üçün hansı komponentin məsuliyyət daşıdığını dəqiq bilmirik. Düzgün olanı tapmaq nəzəriyyəçilər üçün bir problemdir və biz ilk dəfə neytron ulduzlarının birləşməsini ölçməmizlə üzləşməliyik... və sürprizlə qarşılaşırıq.

Birləşmənin son anlarında iki neytron ulduzu nəinki yayır, həm də elektromaqnit spektri boyunca əks-səda verən fəlakətli partlayış törədir. Əgər məhsul neytron ulduzu, qara dəlik və ya onların arasında ekzotik bir şeydirsə, keçid vəziyyəti hələ bizə məlum deyil.

Bu birləşmə superkütləvi neytron ulduzu yaratdı?

Bir neytron ulduzunun birləşməsindən kifayət qədər itirilmiş kütlə əldə etmək üçün həmin birləşmənin məhsulu həmin kütləni ulduzu əhatə edən diskdən uzaqlaşdırmaq üçün müvafiq tipdə kifayət qədər enerji yaratmalıdır. Müşahidə olunan qravitasiya dalğası siqnalına əsaslanaraq deyə bilərik ki, bu birləşmə 2,74 günəş kütləsi kütləsi olan bir obyekt yaratdı ki, bu da fırlanmayan neytron ulduzun malik ola biləcəyi maksimum günəş kütləsindən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Yəni nüvə materiyası gözlənildiyi kimi davransa, iki neytron ulduzun birləşməsi qara dəliyin yaranmasına səbəb olmalı idi.

Neytron ulduzu Kainatdakı ən sıx maddə kolleksiyalarından biridir, lakin onun kütləsinin yuxarı həddi var. Onu keçin və neytron ulduzu yenidən çökərək qara dəlik əmələ gətirir

Əgər birləşmədən sonra bu obyektin nüvəsi dərhal qara dəliyə çöksə, atılma olmayacaqdı. Bunun əvəzinə superkütləli neytron ulduzuna çevrilsəydi, o, çox sürətlə fırlanmalı olacaqdı, çünki yüksək bucaq momenti maksimum kütlə həddini 10-15% artıracaqdı. Problem ondadır ki, bu qədər sürətlə fırlanan superkütləli neytron ulduzu əldə etsək, o, son dərəcə güclü maqnit sahəsinə, Yerin səthindəki sahələrdən katrilyon dəfə güclü olan maqnitara çevrilməli olacaq. Lakin maqnitarlar tez fırlanmağı dayandırır və 50 millisaniyədən sonra qara dəliyə çökməlidir; haqqında müşahidələrimiz maqnit sahələri, kütləni çıxaran özlülük və istilik cismin yüzlərlə millisaniyə ərzində mövcud olduğunu göstərir.

Burada nəsə səhvdir. Ya bizim nədənsə maqnitar olmayan sürətlə fırlanan neytron ulduzumuz var, ya da yüzlərlə millisaniyəlik partlamalarımız olacaq və fizikamız bizə cavab vermir. Eyni zamanda, qısa da olsa, çox güman ki, bizdə superkütləli neytron ulduzu və onun arxasında qara dəlik var idi. Hər iki variant düzgündürsə, biz müşahidələr tarixində ən kütləvi neytron ulduzu və ən aşağı kütləli qara dəliklə qarşılaşırıq!

Bu neytron ulduzları daha kütləli olsaydı, birləşmə görünməz olardımı?

Kütləvi neytron ulduzlarının nə qədər böyük ola biləcəyinin bir həddi var və əgər siz getdikcə daha çox kütlə əlavə etsəniz, nəticədə qara dəlik yaranar. Fırlanmayan neytron ulduzlar üçün günəş kütləsinin bu 2,5 həddi o deməkdir ki, əgər ümumi birləşmə kütləsi daha az olarsa, birləşmədən sonra siz demək olar ki, bir neytron ulduzu ilə qalacaqsınız və nəticədə gördüyümüz güclü və uzunmüddətli ultrabənövşəyi və optik siqnallar əldə edəcəksiniz. bu halda. Digər tərəfdən, əgər siz 2,9 günəş kütləsindən yuxarı qalxsanız, birləşmədən dərhal sonra ultrabənövşəyi və ya optik müşayiət olmadan qara dəlik əmələ gələcək.

İstənilən halda, bizim ilk neytron ulduz birləşməmiz qısa müddət ərzində emissiyalar və optik və ultrabənövşəyi siqnallar yaradan superkütləvi neytron ulduzunun meydana çıxa biləcəyi bu diapazonun tam ortasına düşdü. Daha az kütləvi birləşmələrdə maqnitarlar əmələ gəlirmi? Daha kütləvi olanlar dərhal qara dəliklərə gəlir və bu dalğa uzunluqlarında görünməz qalırlar? Bu üç birləşmə kateqoriyası nə qədər nadir və ya ümumidir: adi neytron ulduzları, superkütləvi neytron ulduzları və qara dəliklər? Bir ildən sonra LIGO və Qız bürcü bu suallara cavab axtaracaq və nəzəriyyəçilərin öz modellərini proqnozlarına uyğunlaşdırmaq üçün cəmi bir il vaxtı olacaq.

Qamma şüalarının konusda deyil, bir çox istiqamətlərdə bu qədər parlaq olmasına səbəb nədir?

Bu sual çox mürəkkəbdir. Bir tərəfdən, kəşf çoxdan şübhələnilən, lakin heç vaxt sübuta yetirilməyən şeyi təsdiqlədi: birləşən neytron ulduzları əslində qamma şüalarının partlaması yaradır. Amma biz həmişə inanmışıq ki, qamma şüalarının partlamaları qamma şüalarını yalnız dar konus şəklində, diametri 10-15 dərəcə yayır. İndi biz birləşmənin mövqeyindən və qravitasiya dalğalarının böyüklüyündən bilirik ki, qamma-şüa partlayışları bizim görmə xəttimizdən 30 dərəcə uzaqdadır, lakin biz hələ də güclü qamma-şüa siqnalını görürük.

Qamma-şüa partlayışlarının təbiəti dəyişməlidir. Nəzəriyyəçilər üçün problem bu obyektlərin fizikasının modellərimizin proqnozlaşdırdıqlarından niyə bu qədər fərqli olduğunu izah etməkdir.

Ayrı bir sətirdə: ağır elementlər nə qədər qeyri-şəffaf/şəffafdır?

Dövri cədvəldəki ən ağır elementlərə gəldikdə, onların əksəriyyətinin fövqəlnovalar tərəfindən deyil, qara dəliklərin birləşməsi nəticəsində əmələ gəldiyini bilirik. Ancaq 100 milyon işıq ili uzaqlıqdakı ağır elementlərin spektrlərini əldə etmək üçün onların şəffaflığını başa düşmək lazımdır. Buraya astronomik şəraitdə atom orbitallarında elektronların atom fiziki keçidlərini başa düşmək daxildir. İlk dəfə olaraq, astronomiyanın atom fizikası ilə necə kəsişdiyini yoxlamaq üçün bir çərçivəmiz var və birləşmələrin sonrakı müşahidələri qeyri-şəffaflıq və şəffaflıq sualına da cavab verməyə imkan verməlidir.

Mümkündür ki, neytron ulduzların birləşmələri hər zaman baş verir və LIGO nəzərdə tutulan həssaslıq səviyyəsinə çatdıqda, biz ildə onlarla birləşmə tapacağıq. Ola bilsin ki, bu hadisə olduqca nadir olub və biz parametrləri yenilədikdən sonra da ildə yalnız bir dəfə görmək şanslı olacağıq. Nəzəri fiziklər növbəti on ili yuxarıda təsvir olunan suallara cavab axtarmağa sərf edəcəklər.

Astronomiyanın gələcəyi bizim qarşımızdadır. Qravitasiya dalğaları səmanı öyrənmək üçün yeni, tamamilə müstəqil bir üsuldur və qravitasiya dalğası səmalarını ənənəvi astronomik xəritələrlə uyğunlaşdırmaqla biz cəmi bir həftə əvvəl soruşmağa cəsarət etmədiyimiz suallara cavab verməyə hazırıq.