Gravitatsioonlainete neutronitähed. Astronoomid esimest korda kuulsid gravitatsioonilainet neutroni tähtede ühinemisest. Kus võetakse universumi, kulla ja teiste raskete elementide puhul

Parema valdaja illustratsioon Getty pildid Pildi pealkiri. Fenomeni täheldati kosmiliste vaatluskeskuste ja maapealsete teleskoopide abil

Teadlased esimest korda õnnestus registreerida gravitatsioonlained ühinemise kahe neutron tärni.

Lained registreeriti Ligo detektorid Ameerika Ühendriikides ja Itaalia Neitsi vaatluskeskuses.

Teadlaste sõnul ilmuvad universumis selliste ühinemiste tulemusena sellised elemendid nagu plaatina ja kuld.

Discovery tehti 17. augustil. Kaks Ameerika Ühendriikide detektorit registreeris GW170817 gravitatsiooni signaali.

Andmed kolmanda detektori Itaalias lubatud selgitada lokaliseerimine ruumi sündmus.

"See on see, mida me kõik oleme oodanud," ütles Lago Labola Labo David'i tegevdirektor rikas, kommenteerides avastamist.

Ühinemine toimus NGC4993 galaktikas, mis on umbes 130 miljoni valguse aasta kaugusel maapinnast Constellation Hydra.

Stars massid olid vahemikus 1,1 kuni 1,6 päikese massist, mis kuulub neutroni tähtede piirkonda. Nende raadius on 10-20 km.

Tähed nimetatakse neutroniks, sest gravitatsioonilise kompressioon prootoneide ja elektronide protsessis tähe ühendamine, mille tulemuseks on objekt, mis koosneb peaaegu eranditult neutronitest.

Sellistel objektidel on uskumatu tihedus - teelusikatäis asi kaalub umbes miljardit tonni.

Parema valdaja illustratsioon NSF / Ligo / Sonoma riigi ülikool Pildi pealkiri. Neutroni tähtede fusioon teadlaste vaates näeb välja selline (fotos - arvuti mudel)

LABO laboratoorium Livingstonis Louisiana on väike hoone, millest kaks toru lahkub õige nurga all - interferomeeter õlad. Kõikide sees - laserkiire, millega määratakse muutused, mille pikkus võib tuvastada gravitatsioonlained.

Ulatuslike metsade keskel asuv Ligo detektor loodi selleks, et fikseerida gravitatsioonlained, mis tekitavad suuremahulisi kosmose kataklüüsi, näiteks neutroni tähtede liitumist.

Neli aastat tagasi uuendas detektorit sellepärast, et ta põrkasin neli korda mustade aukude kokkupõrke.

Space suuremahuliste sündmuste tulemusena tekkinud gravitatsioonilised lained viivad ajutiste ruumiliste kõverate esinemiseni, mis on veega sarnane.

Meedia taasesitus ei ole teie seadmes toetamata

Aasta avamine: Kuidas neutroni tähtede kokkupõrge?

Nad venivad ja pigistavad kõik asjad, mille kaudu nad läbivad, peaaegu tähtsusetu kraadiga - vähem kui ühe aatomi laius.

"Mul on hea meel kaasa sellega, mida me tegime. Esimest korda hakkasin ma Glasgow'i gravitatsioonlainete kallal töötama, olles ikka üliõpilane. Sellest ajast on möödunud palju aastaid, kuid nüüd juhtus," ütleb see kõik Töötaja Ligo, professor Norna Robertson.

"Viimase paari aasta jooksul salvestasime kõigepealt" mustade aukude "ühendamist ja seejärel - neutroni tähtede järgi minu tundete kohaselt avame uue uurimistöö valdkonna," lisab see.

• Einsteini relatiivse üldise teooria raames ennustati gravitatsiooniliste lainete olemasolu.
• Arendada tehnoloogiat, mis võimaldas laineid lahendada, aastakümneid läksid
• Gravitatsioonlained on aja ja ruumi moonutamine, mis tekivad suuremahuliste sündmuste tulemusena kosmoses.
• Radikaalselt kiirendava aine genereerib gravitatsioonilained, mis kehtivad kerge kiiruse suhtes
• Leine nähtavate allikate hulgas nimetatakse neutroni tähtede ühinemiseks ja "mustad augud"
• Teadusuuringud lainete avab põhimõtteliselt uue valdkonna teadusuuringute

Teadlased uskusid, et energia vabastamine skaalal toob kaasa haruldaste elementide esinemiseni - nagu kuld ja plaatina.

Dr. Kate Maguire'i sõnul Belfast Royal University'st, kes tegeleti ühinemisest tulenevate esimese puhangute analüüsimisega, on nüüd see teooria tõendatud.

"Mis kõige võimsam teleskoobide maailmas, leidisime, et selle tulemusena selle ühinemise neutronitähtede, kiire vabanemise raskete raskete keemiliste elementide esines, nagu kuld ja plaatina, ruumis," ütleb Maguire.

"Need uued tulemused aitasid oluliselt liikuda pikaajalise vaidluse lahendamisele, kus perioodilise tabeli elemendid pärinevad perioodilisest tabelist," lisab ta.

Uued piirid

Neeroni tähtede kokkupõrke jälgimine võimaldas ka kinnitada teooriat, millele on lisatud gammakiirguse lühiheitega.

Võrreldes kogutud informatsiooni saadud gravitatsioonilainete kohta valguskiirguse andmetega, mis on kokku pandud teleskoobide abil, mida varem ei kasutata praktikas kasutatavaid teadlasi. Meetod universumi laienemismäära mõõtmiseks.

Üks kõige mõjukamaid teoreetika füüsikalikuid planeedil, professor Stephen Hawking vestluses BBC nimetas seda "esimene samm treppide" uue meetodi mõõtmiseks vahemaad universumis.

"Uus viisi universumi vaatlusena reeglina toob kaasa üllatusi, millest paljud ei saa ette näha. Me pühkime oma silmi, või pigem pühkimisväärsed kõrvade puhastamine pärast gravitatsioonlainete heli esimest kuulnud," ütles Hawking.

Parema valdaja illustratsioon NSF. Pildi pealkiri. Ligo vaatluskeskuse kompleks Livingstonis. Hoonest "õlad" - torud, mille sees laserkiirte hoitakse vaakumis

Nüüd on Ligo kompleksi seadmed uuendatud. Aasta hiljem on ta kaks korda rohkem tundlikum ja saab skannida ruumi segmente, mis on kaheksa korda praegune.

Teadlased usuvad, et tulevikus muutuvad tavaliseks nähtuseks "mustade aukude kokkupõrke jälgimine. Nad loodavad ka õppida vaadata objekte, mis ei saa isegi ette kujutada täna ja alustada uut ajastu astronoomia.

Koostöö LEGO-VIROGO koos Astronomeliga 70 vaatluskeskusest teatas täna kahe neutron tärni ühinemise jälgimise kohta gravitatsioonilistes ja elektromagnetilistes ribades: nad nägid gamma pritsmest, samuti röntgenkiirte, ultraviolettkiirgust, nähtavat, infrapuna ja raadio kiirgus.

Neutroni tähtede kokkupõrke illustratsioon. Kitsas heitmete diagonaalselt on gammakiirte voolu. Valgustav pilv tähede ümber on nähtava valguse allikas, mida teleskoobid täheldasid pärast ühinemist. Krediit: NSF / Ligo / Sonoma State University / Aurore Simonnet

Gamma lõhkemise, gravitatsioonlainete ja nähtava valguse ühine jälgimine võimaldas kindlaks määrata mitte ainult taeva piirkonda, kus sündmus toimus, vaid ka NGC 4993 galaktika, millele tähed kuulusid.

Asukoha määramine taevas erinevate detektoritega

Mida me saame öelda neutroni tähtede kohta?

Astronoomid vaatasid aastate jooksul lühikese gammakiirguse purunemist, kuid täpselt ei teadnud, kuidas nad tekib. Peamine eeldus oli see, et see lõhkemine toimub neutroni tähtede ühinemise tulemusena ja nüüd kinnitas selle sündmuse gravitatsioonlainete tähelepanek teooriat.

Kui neutroni tähed nägu, ühendab nende aine peamine osa üheks supermassiivseks objektiks, kiirgades "Fireballi" kiirguse gammast (lühim gamma purunemine, mis registreeriti kahe sekundi jooksul pärast gravitatsioonlainete puhul). Pärast seda, nn Kilonov tekib siis, kui alles jäänud aine pärast kokkupõrge neutronitähtede viiakse ära kokkupõrke sait, kiirgava valguse. Selle kiirguse spektri jälgimine võimaldas määrata, et kiloni tagajärjel sündivad rasked elemendid, näiteks kuld. Teadlased täheldati pärast sära nädalat pärast sündmust, kogudes andmeid tähtedes toimus protsesside kohta ja see oli kilooni esimene usaldusväärne vaatlus.

Neutroni tähed on supernova plahvatusest tulenevad super-lamedad esemed. Surve täht on nii suur, et aatomid ei saa eraldi eksisteerida ja tähe sees on vedelik "supp" neutronitest, prootonitest ja teistest osakestest. Neutron Star'i kirjeldamiseks kasutavad teadlased riigi võrrandi, mis seob aine rõhu ja tihedusega. Riikide võimalike võrrandite jaoks on palju võimalusi, kuid teadlased ei tea, millised neist on õiged, seetõttu võivad gravitatsioonilised tähelepanekud selle probleemi lahendada. Praegu ei anna täheldatud signaal ühemõtteline vastus, vaid aitaks anda huvitavaid hinnanguid tähe kuju (mis sõltub gravitatsioonilisest atraktsioonist teise tähtsusega).

Huvitav avastus selgus, et täheldatud lühike gamma-tõusu on kõige lähemal Maale, kuid samal ajal ka sellise vahemaa jaoks liiga hämar. Teadlased soovitasid mitmeid võimalikke selgitusi: võib-olla gamma-kiirguse ray oli ebaühtlane heledus, või nägime ainult selle serva. Igal juhul tekib küsimus: varem, astronoomid ei eeldanud, et sellised tuhmad purunevad võivad asuda nii lähedal ja kas nad jätaksid sama tuhmad purunemised või kas oleks vale tõlgendada neid kaugemale? Ühised tähelepanekud gravitatsioonilises ja elektromagnetilises vahemikus võivad aidata anda vastuse, kuid selle detektoride taset tundlikkus on sellised tähelepanekud üsna haruldased - keskmiselt 0,1-1,4 aastas.

Lisaks gravitatsioonilisele ja elektromagnetilisele kiirgusele eraldavad neutroni tähed fusiooniprotsessi ajal Neutron tähed. Neutrino detektorid töötas ka nende ojade otsimisel üritusest, kuid ei salvestanud midagi. Üldiselt ootas see tulemus - nagu gamma lõhkemise puhul on sündmus liiga hämar (või me jälgime seda suure nurga all), et detektorid seda näeksid.

Kiirus gravitatsioonlainete

Kuna gravitatsioonlained ja valgussignaal ilmnes ühest allikast väga suure tõenäosusega (5,3 sigma) ja esimene valgussignaal tuli pärast graviteeringut 1,7 sekundi pärast pärast gravitatsiooni kiirust väga suure täpsusega gravitatsioonlainete paljundamise kiirust piirata väga suure täpsusega. Eeldades, et valgus- ja gravitatsioonlained, mis eraldi samaaegselt ja signaalide hilinemine toimus asjaolu tõttu, et raskusaste on kiirem, saate parima hinnangu. Alumine hinnang võib saada neutroni tähtede ühendamismudelitest: eeldada, et valgus eraldati 10 sekundi jooksul pärast gravitatsioonlainete (sel hetkel kõik protsessid oleks pidanud täitma täpselt) ja haaratud gravitatsioonlainete ajal maa peal . Selle tulemusena on gravitatsiooni määr võrdne suure täpsusega valguse kiirusega

Alumise hindamise puhul on võimalik kasutada suuremat viivitust kiirguse vahel ja isegi eeldada, et valgussignaal eraldati esmakordselt, mis vähendab täpsust proportsionaalselt. Kuid isegi sel juhul on hindamine äärmiselt täpne.

Kasutades samu teadmisi signaale vahelise viivituse kohta, on võimalik oluliselt suurendada hinnangute täpsust Lorenzi invasiiaalsusest (erinevus raskusastme ja valguse vahel, kui Lorentzi transformation) ja samaväärsuse põhimõtet.

Teadlased mõõdeti püsiva Hubble'i ja muul viisil jälgida relic kiirguse parameetreid Planke teleskoop ja sai teise väärtuse konstantse Hubble'i, mis ei ole kooskõlas jalatsite mõõtmisega. See eristamine on liiga suur, et olla statistiline, kuid mitte veel teada hindamiste põhjused. Seetõttu on see sõltumatu mõõtmise jaoks vajalik.

Tõenäosuste jaotus konstantse hubli jaoks, kasutades gravitatsioonlainet (sinine). Põritusjoon näitab intervallide 1σ ja 2σ (68,3% ja 95,4%). Võrdluseks on eelmiste hinnangute puhul 1σ ja 2σ intervallid: Planck (roheline) ja kingad (oranž), mis ei lähe üksteisega lähenema.

Sellisel juhul mängib gravitatsioonilained standardsete küünalde rolli (ja neid nimetatakse standardseteks sireenideks). Signaali amplituudi jälgimine maa peal ja selle amplituudi modelleerimine allikas, on võimalik hinnata, kui palju see vähenes, ja seeläbi teada kauguse allikast - sõltumata nende eeldustest püsivate Hubble'i või eelmiste mõõtmiste kohta. Valgussignaali jälgimine võimaldas kindlaks määrata galaktika, kus paiknes neutronitähtede paari ja selle galaktika eemaldamise kiirus oli eelnevate mõõtmiste puhul hästi tuntud. Speed \u200b\u200bja vahemaa vaheline suhe on konstantne Hubble. On oluline, et selline hindamine oleks varasematest hinnangutest või vahemaade kosmoseskaalast täiesti sõltumatu.

Üks mõõde ei olnud piisav, et võimaldada plaadi ja kingade hinnangute erinevusi, kuid üldiselt hindamine on juba hästi vastav teadaolevatele väärtustele. Arvestades, et varasemad hinnangud põhinevad aastate jooksul kogutud statistika põhjal, on see väga oluline tulemus.

Veidi LEGO ja tõrgete kohta

Ülemine paneel näitab liga-Livingstoni andmete häireid ja näitab ka selgelt Chirpa juuresolekul. Kõige alumine paneel näitab võnkumiste mõõtmeteta amplituudit, "tüve" (väärtus kirjeldame signaali väärtust Ligo ja Neitsi väärtus) glitch ajal. See on lühike
(See kestab ainult umbes 1/4 sekundit), kuid väga tugev signaal. Supressioon vähendab glitch oranži kõverale, mis näitab taustamüra taset, mis on alati Ligo detektorid.

Ainult üks LEGO detektoritest nägid signaali automaatrežiimis, kuna "Glitch" esines detektoris sündmuse ajal tekkivastel detektoris. See termin on müra pritsimine, mis sarnane raadios puuvilla staatilisele. Kuigi gravitatsioonilaine signaali ilmselgelt täheldati inimese silmaga ilmselt, lõikab automaatika selliseid andmeid välja. Seetõttu võttis ta glitchilt signaali puhastamise enne andmete kasutamist. Glitches ilmuvad detektorid kogu aeg - umbes kord paar tundi. Teadlased klassifitseerivad need kujul ja kestus ning kasutavad neid teadmisi detektorite parandamiseks. Te saate aidata neid gravitatsiooniprojektiga, kus kasutajad otsivad ja klassifitseerivad liga andmete häireid, et aidata teadlastel.

Küsimused ilma vastusteta

Kuulsad mustad augud, neutronitähed ja nende ühinemised. Keskmise mass on ala, mis on kompaktsete objektide olemasolu kohta, millega me midagi ei tea. Krediit: Ligo-Virgo / Northwestern / Frank Elavsky

Me registreerisime gravitatsioonilaine kahest kompaktsest objektist ja elektromagnetkiirguse jälgimine näitab, et üks neist oli Neutron Star. Kuid teine \u200b\u200bvõiks olla väikese massiga must auk ja kuigi keegi ei olnud selliseid musti auke näinud, võidelda. GW170817 vaatlusest on võimatu täpselt kindlaks määrata, kui see oli kahe neutroni tähe kokkupõrge, kuigi see on tõenäolisem.

Teine uudishimulik hetk: mida see objekt sai pärast ühinemist? Ta võiks olla kas supermassive neutron staar (kõige massiivne tuntud) või kõige lihtsam kuulsate mustade aukude. Kahjuks ei ole vaatlusandmed sellele küsimusele vastamiseks piisav.

Järeldus

Neutroni tähtede ühinemise jälgimine kõigis sagedusribades on hämmastavalt rikas sündmus. Teadlaste poolt saadud andmete hulk ainult nende kahe kuu jooksul on võimaldanud valmistada mitu tosinat väljaannet ja on palju rohkem, kui andmed muutuvad avalikult kättesaadavaks. Neutroni tähtede füüsika on palju rikkam ja huvitavam kui mustade aukude füüsika - saame otseselt kontrollida aine super-nõuetekohase oleku füüsikat, samuti kvantmehaanikat tugevate gravitatsiooniväljade tingimustes. See ainulaadne võimalus võib aidata meil lõpuks leida seose suhtelisuse üldteooria ja kvantfüüsika vahel, mis meid ikka veel andis.

See avastus näitab, kui palju töö paljude koostööd tuhandete inimeste on oluline kaasaegse füüsika.

REDDIT AMA.

Traditsiooniliselt reageerivad Reddit teadlased LEGO kasutaja küsimustele, ma soovitan!
See juhtub 18 tunni jooksul Moskvas 17. ja 18. oktoobril. Link üritusele on alguses alguses.

relatiivsuse üldteooria

teleskoop Hubble

plank teleskoop

Lisa märksõnu

Järelevalve tulemused võivad valgustada neutroni tähtede struktuuri müsteeriumi ja raskete elementide moodustumist universumis

Kunstiline pilt gravitatsioonilainetest, mis tekitas kahe neutroni tähe ühendamise teel

Pilt: R. Hurt / Caltech-JPL

Moskva. 16. oktoober. Veebisait - Teadlased esimest korda ajaloos salvestatud gravitatsioonilained kahe neutroni tähe konfluentsusest - superliit objektid mass meie päikese ja suurus Moskva, saidi N + 1 aruanded.

Umbes 70 maismaal- ja kosmilise vaatluskeskuse, mis tekkisid, täheldasid seejärel umbes 70 maismaal ja kosmilist vaatluskeskust - nad suutsid näha raskete elementide sünteesi teoreetilisi, kaasa arvatud kulla ja plaatina sünteesi teoreetilisi ja kinnitada hüpoteeside õigsust salapärase lühisuse olemuse kohta Gamma puruneb Koostöö Ligo / Virgo pressiteenistuse sõnul Euroopa Lõuna-Vaatluskeskuse ja Los Cumbri vaatluskeskuse. Märkuste tulemused võivad valgustada neutroni tähtede struktuuri müsteeriumi ja raskete elementide moodustumist universumis.

Gravitational Waves - kosmoseaja geomeetria võnkumiste lained, mille olemasolu ennustati relatiivse üldteooriaga. Esmakordselt nende usaldusväärse avalikustamise kohta teatas Ligo koostöö 2016. aasta veebruaris - 100 aastat pärast Einsteini prognoose.

Nagu teatatud 17. augusti 2017. aasta hommikul (Ameerika Ühendriikide idaranniku idaranniku ajal kell 20.41, siis millal Moskvas see oli 15:41) automaatsed süsteemid ühe kahe tuvastamise detektorist LEGO gravitatsiooni Ja laine vaatluskeskus registreeris kosmosest gravitatsioonilaine kihelkonda. Signaal sai nimetuse GW170817, see oli juba viienda juhtum, mis on alates 2015. aastast gravitatsioonlainete kinnitamise juhtum alates sellest ajast, mil need esmakordselt salvestati. Vaid kolm päeva enne seda, LEGO Observatory esimest korda "kuulnud" gravitatsioonilaine koos Euroopa projekti Virgo.

Kuid seekord pärast kahe sekundi pärast gravitatsiooni sündmust registreeris Fermi kosmose teleskoop gammakiirguse puhkemise lõunaosas. Peaaegu samal ajal nägi puhang Euroopa-Vene ruumi vaatluskeskuse lahutamatuks.

Ligo vaatluskeskuse automaatne andmeside analüüsi süsteemid on jõudnud järeldusele, et nende kahe sündmuse juhuslik kokkusattumus on äärmiselt ebatõenäoline. Lisateabe saamiseks otsingu ajal leiti, et gravitatsioonlaine nägi teist Ligo detektorit, samuti Euroopa gravitatsiooni vaatluskeskuse Neitsi. Kogu maailma astronoomid tõsteti "Alarm" - jahti gravitatsioonilained ja gamma lõhkemine algas paljusid vaatluskeskuseid, sealhulgas Euroopa lõunapoolset vaatluskeskuse ja Hubble'i kosmose teleskoobi.

Ülesanne ei olnud lihtne - kombineeritud andmed Ligo / Virgo, Fermi ja integraal võimaldas ülevaade 35 ruutmeetri kraadi pindala - see on mitmesaja Lunari ketta eeskujulik ala. Ainult pärast 11 tunni pärast tegi Tšiilis asuv mõõtur peegel väikese SWOPS-teleskoobi, mis asub Tšiilis esimese pildi - see tundus välja nagu elliptilise NGC 4993 galaktika kõrval väga särav täht. Järgmise viie päeva jooksul langes allika heledus 20 korda ja värvus järk-järgult nihutati sinisest punaseks. Kogu selle aja jooksul täheldati objekti paljude teleskoobidega röntgenist röntgenist infrapunaini, samas kui septembris ei olnud galaktika päikese lähedale liiga lähedal ja see muutus tähelepanekuteks.

Teadlased jõudsid järeldusele, et puhangu allikas oli NGC 4993 galaktikas umbes 130 miljoni valguse aasta kaugusel maa peal. See on uskumatult lähedal, siiani gravitatsioonlained on tulnud meile miljardite valgusaastate kaugusest. Tänu sellele intiimsusele suutsime me neid kuulda. Laine allikas oli kahe objekti ühendamine massidega vahemikus 1,1 kuni 1,6 päikese massi - see võib olla ainult neutronide tähed.

NGC 4993 Galaxy gravitatsiooniliste lainete allika lokaliseerimine

Splash ise "kõlas" väga pikka aega - umbes 100 sekundit, andis purunemise kestnud murdosa sekundis. Paar neutroni tähte pööratakse ümber ühise massikeskme, järk-järgult kaotada energiat kujul gravitatsioonlaine ja lähenedes. Kui nende vaheline kaugus on vähenenud 300 km-ni, on gravitatsioonlained muutunud piisavalt võimsaks, et sattuda LEGO / VIGO gravitatsiooni detektorite tundlikkuse tsooni. Neutroni tähed suutsid üksteise ümber teha 1,5 tuhat pööret. Ajal ühinemise kahe neutron tärni ühes kompaktne objekti (neutron staar või must auk) on võimas flash gammakiirgust.

Selliseid gamma puhanguid astronoomide nimetatakse lühikeseks gamma puruksiks, gamma teleskoobid parandavad neid umbes kord nädalas. Lühike gamma-splash alates ühinemise neutron tärni, mis oli teatatud, kestis 1,7 sekundit.

Kui pika gamma purunemiste olemus on mõistetavam (nende allikad - SuperNova), ei olnud lühikeste purunemiste allikate ühtsus. Seal oli hüpotees, et nad põhjustaksid neutroni tähtede ühinemisi.

Nüüd teadlased suutsid seda hüpoteesit esimest korda kinnitada, sest tänu gravitatsioonilistele lainetele teame palju spontaanseid komponente, mis tõendab, et see on täpselt neutroni tärni.

"Aastakümneid Me kahtlustasime, et lühikese gamma purustamine genereerivad neutroni tähtede ühinemised. Nüüd tänu andmetele Ligo ja Neitsile on meil selle sündmuse kohta vastus. Gravitatsioonlained ütlevad meile, et spontaansed objektid olid neutroni tähtedele vastavad massid ja the Gamma välk ütleb, et need objektid ei pruugi olla mustad augud, kuna mustade aukude kokkupõrge ei tohiks tekitada kiirgust, "ütleb Julie Mcanery, NASA-numbdi Fermi projekti keskuse töötaja.

Kuld ja plaatina allikas

Lisaks said astronoomid esimest korda ühemõttelise kinnituse olemasolu kiloni (või "makronic") puhangute olemasolu, mis on umbes 1000 korda võimsamate tavapäraste uute puhangute. Töitikud ennustasid, et kilokonit võib tekkida, kui neutronitähed või neutronsed tähed ja must auk.

Sellisel juhul käivitatakse raskete elementide sünteesi protsess, mis põhineb neutronide tuumade (R-protsess) haarde põhjal, millest paljud rasked elemendid nagu kuld, plaatina või uraani ilmus universumis.

Teadlaste sõnul võib ühe plahvatuse korral tekkida kilofon suur hulk kulda - kuni kümme massi Kuu. Seni on täheldatud ainult üks kord sündmust, mis võiks olla kilo plahvatus.

Nüüd astronoomid suutsid vaadata mitte ainult kilooni sündi, vaid ka tema "töö" tooteid. Hubble'i ja VLT-teleskoobi (väga suure teleskoobi) abil saadud spektrid näitasid tseesiumi, telluriumi, kulla, plaatina ja muid neutroni tähtede ühinemisega moodustatud raskeid elemente.

11 tundi pärast kokkupõrget oli kiloni temperatuur 8 tuhat kraadi ja selle laienemiskiirus ulatus umbes 100 tuhande kilomeetri sekundis, n + 1 märgib viitega riikliku astronoomiainstituudi andmetele nimega Sternberg (Gaish) andmetele.

ESO teatas, et vaatlus oli praktiliselt ideaalis langes kokku kahe neutroni tähe käitumise prognoosimisega.

"Kuigi me saime saadud andmed on oluliselt kooskõlas teooriaga. See on teoreetikute triumf, liga ja Neitsi vaatluskeskuse allhoidude absoluutse reaalsuse kinnitamine ning ESO suurepärase saavutuse, mis suutis saada selliseid Khononi tähelepanekuid, "Said Stefano Covino, ühe artiklite esimese autorit looduse astronoomia.

Nii nägi neutronitähtede kokkupõrge astronoomide

Teadlastel ei ole vastata küsimusele, et see jääb pärast neutroni tähtede ühinemist - see võib olla nii must auk ja uus neutron täht, lisaks sellele ei ole päris selge, miks gamma-splash osutus suhteliselt nõrgaks.

17. augustil 2017 registreeriti laser-interferomeetriline gravitatsiooni-laine vaatluskeskus Ligo ja Franco-Itaalia Virgo gravitatsioonilainete detektor kahe neutroni tähe kokkupõrkest gravitatsioonlaine. Ligikaudu kaks sekundit pärast seda täheldati kosmose gamma-teleskoop NASA "Fermi" ja astrofüüsikaliste gammalaboratoorse ESA "Integral" lühikese gammalasprits GRB170817a samas taevas piirkonnas.

"Teadlane harva langeb juhtumi tunnistajaks uue ajastu alguses teaduses. See on üks neist juhtudest! " - Elena pian ütles Itaalia astrofüüsikalisest instituudist, mis on avaldatud Loodus. Artiklid.

Mis on gravitatsioonilised lained?

Gravitatsioonlained, mis on loodud liikuvate massidega, on universumis kõige raskemate sündmuste markerid ja esinevad tihedate objektide kokkupõrke, näiteks mustad augud või neutronsed tähed.

Nende olemasolu prognoositi 1916. aastal Albert Einsteini relatiivse üldise teooria poolt. Siiski määrake gravitatsioonilained, mida hallatakse alles saja aasta pärast, kuna ainult kõige võimsam neist lainetest on väga suurte objektide kiirete muutuste tõttu olema kaasaegsete vastuvõtjatega registreeritud.

Kuni tänaseni, 4 gravitatsioonlainet püüti: kolm korda Ligot fikseeris ruumi-aja "Ripples" ja 14. septembril 2017 olid esimest korda gravitatsioonlained püütud korraga kolm detektorit (kaks Ligo detektorit Ameerika Ühendriigid Riigid ja üks Neitsi detektor Euroopas).

Neli varasemat sündmust on üks ühine - kõik need on põhjustatud mustade aukude ühendamisest, mille tulemusena on nende allikas võimatu. Nüüd on kõik muutunud.

Kuidas jälgida üle maailma "püütud" gravitatsioonilaine allika

Ligo ja Virgo ühine töö lubas positsioneerida gravitatsioonilainete allika ulatusliku osa lõuna taeva lõunapoolse taeva ulatusliku osa kogu kuu jooksul, mis sisaldab miljoneid tähti. Rohkem kui 70 vaatluskeskusi üle maailma, samuti NASA ruumi teleskoobi "Hubble" hakkas jälgima selle taeva ala uute kiirgusallikate otsimisel.

Esimene sõnum uue valgusallika avastamise kohta tuli 11 tunni pärast SWAPS-meter Teleskoopist. Selgus, et objekt oli tähtkuju hüdra Lensoid Galaxy NGC 4993 väga lähedal. Peaaegu samal ajal registreeris sama allikas Euroopa Lõuna-Vaatluskeskuse ESO "Vista" teleskoop infrapunakiiretes. Kuna öö liikunud läände läände, täheldati Objekti Havai saartel "Pan-Starrs" ja "Subaru" teleskoobide ning tema kiire areng täheldati.

Välk kahe neutronitüki kokkupõrkest NGC 4993 galaktikas on selgelt nähtav Hubble'i ruumi teleskoobi pildil. 22.-28 August 2017 tehtud tähelepanekud näitavad, kuidas see järk-järgult kadus. Krediit: NASA / ESA

Mõlema gravitatsiooni- ja laineandmete ja teiste tähelepanekute ja teiste tähelepanekute kauguse hinnangud andsid järjepidevatele tulemustele: GW170817 asub samal kaugusel Maast kui NGC 4993 Galaxy, mis on 130 miljoni valgusaasta jooksul. Seega on meile kõige lähemal kõikidest avastatud gravitatsiooniliste lainete allikatest ja üks lähimast Gamma purunemiste allikatest.

Salapärane kilon

Pärast tohutu täht plahvatab supernova kujul, jääb superpolopetoriga kerneli: neutronitäht. Neutroni tähtede ühinemised seletavad peamiselt lühikese gamma purunemisega. Arvatakse, et see sündmus on kaasas plahvatus tuhat korda heledam kui tüüpiline uus - nn Kilon.

Kunstiline esitus kokkupõrke kahe neutron tärni NGC 4993 galaktika, mis on kasvatanud puhangu kilooni ja gravitatsioonilained. Krediit: ESO / L. Calgada / m. Kornmesser.

"See pole midagi! Objekt sai väga kiiresti eredaks ja hakkas kiiresti kiiresti kaoma, liigutades sinist kuni punaselt. See on uskumatu! " - Ryan Fowie Ülikooli California Santa Cruz (USA).

GW170817-st gravitatsiooniliste lainete ja gammakiirte peaaegu samaaegne registreerimine tekitas lootust, et see on pikk tahtis kilo. Üksikasjalikud tähelepanekud ESO tööriistade ja Hubble'i ruumi teleskoobi kohta leidsid selle objekti omadused väga lähedale teoreetilistele prognoosidele, mis on tehtud rohkem kui 30 aastat tagasi. Seega saadi esimese vaatlusaluse kinnituse kilooni olemasolu.

See on ikka veel ebaselge, milline objekt tekitas kahe neutroni tähe ühendamist: must auk või uus Neutron Star. Täiendav andmete analüüs peaks sellele küsimusele vastama.

Selle tulemusena ühinemise kahe neutron tärni ja kilon plahvatus, radioaktiivsed raske keemilised elemendid vabastavad, lendavad välja kiirusel viienda kerge kiirusega. Mitme päeva jooksul - kiiremini kui mis tahes muu tähe plahvatusega - kilooni värv muutub heleda sinise värvusega väga punaseks.

"Saadud andmed on oluliselt kooskõlas teooriaga. See on teoreetikute triumf, liga- ja Neitsi sisseseade registreeritud sündmuste absoluutse reaalsuse kinnitamine ning tähelepanuväärne ESO saavutus, mis suutis saada kilokonte tähelepanekuid, "ütleb Stefano Covino Itaalia astrofüüsikalise Instituudist, autor Üks avaldatud Loodus Astronoomiaartiklid.

Mõned elemendid eraldati kosmosesse, kui ühendate kaks neutronitähti. Krediit: ESO / L. Calçada / m. Kornmesser.

Spektrid saadud tööriistad väga suure ESO teleskoobi näidata juuresolekul tseesiumi ja telluuri, visatud ruumi ühendamisel neutron tärni. Need ja teised rasked elemendid hajuvad kosmoses pärast kilokonitti plahvatusi. Seega näitavad tähelepanekud raskemate elementide moodustumist kui rauast tuumareaktsioonide all Superkindlate tähtede objektide sügavuses. Seda protsessi nimetatakse R-nukleosünteesi jaoks varem ainult teoreetiliselt.

Avamise tähtsus

Discovery märgistas kosmoloogia uue ajastu Dawn: Nüüd saame mitte ainult kuulata, vaid ka nähakse ka gravitatsioonlainete tekitamist! Lühiajalises perspektiivis võimaldavad uute andmete analüüs saada teadlastel saada täpsemat pilti neutroni tähtedest ja tulevikus aitavad selliste sündmuste jälgimine selgitada universumi jätkuvat laienemist, tumeda energia koosseisu samuti päritolu kõige raskemate elementide ruumi.

Uuringuid, mis kirjeldavad avastamist, esindavad ajakirjades artiklid Loodus., Loodus Astronoomia ja Astrofüüsika ajakirjakirjad..

Moskva, 16. oktoober. / Tass /. Laser interferomeetriline gravitatsioonilise laine vaatluskeskus, USA) ja Virgo (sarnane vaatluskeskus Itaalias) Salvestatud gravitatsioonilained kahe neutroni tähe ühinemisest. See avastus kuulutatakse välja esmaspäeval rahvusvahelise pressikonverentsi ajal, mis toimus üheaegselt Moskvas, Washingtonis ja mitmes linnas teistes riikides.

"Teadlased registreerisid kõigepealt gravitatsioonlained kahe neutronite tähendi fusioonist ja seda nähtust täheldati mitte ainult laser interferomeetidel, mis registreeriti gravitatsioonilainete registreerimist, vaid ka kosmiliste vaatluste (integreeritud, fermi) ja maapealsete teleskoopide abil, registreerides elektromagnetkiirguse registreerimist. Kokku täheldati seda nähtust. Umbes 70 maismaal- ja kosmilise vaatluskeskuse kogu maailmas, sealhulgas roboti teleskoopide võrgustik (MSU. MS.V. Lomonosov), "ütleb Moskva Riikliku Ülikooli pressiteenistus.

Millal ja kuidas registreerida

Avastus, millised teadlased esitasid esmaspäeval, tehti 17. augustil. Siis registreeritud Ligo detektorid gravitatsiooni signaali GW170817. Virgo kolmanda detektori esitatud teave võimaldas oluliselt parandada kosmoseürituse lokaliseerimist.

Peaaegu samal ajal umbes kahe sekundi pärast gravitatsioonilainete, NASA Fermi ruumi gamma teleskoobi ja rahvusvahelise gamma-ray astrofüüsika laboratooriumi / integreeritud vaatluskeskus (rahvusvaheline gamma-ray astrofüüsika labor / terviklik) avastas gamma ray purunesid. Järgnevatel päevadel registreeritud teadlased registreeritud elektromagnetilise kiirguse teistes vahemikes, sealhulgas röntgenkiirte, ultraviolett-, optilised, infrapuna- ja raadiolained.

Ligo detektorid näitasid, et registreeritud gravitatsioonlained eraldi kaks astrofüüsikalist objekti üksteise suhtes pöörlevad ja asuvad suhteliselt lähedale kaugusel - umbes 130 miljonit valgust aastat - maa peal. Selgus, et objektid olid vähem massiivsed kui varem tuvastatud Ligo ja Neitsi kahekordsed mustad augud. Arvutuste kohaselt olid nende massid vahemikus 1,1 kuni 1,6 päikese massi, mis kuulub neutroni tähtede piirkonda, kõige väiksemate ja tiheda tiheduse piirkonda. Nende tüüpiline raadius on vaid 10-20 km.

Kui signaal ühendavate kahekordsete mustade aukude ühendamisest oli tavaliselt Ligo detektori tundlikkuse vahemikus üle teise, kestis 17. augustil registreeritud signaal umbes 100 sekundit. Umbes kahe sekundi pärast pärast tähede liitumist tekkis gammakiirguse flashi, mis registreeriti kosmose gamma teleskoobide poolt.

Ligo-Virgo käsu gravitatsioonilainete kiire avastamine koos gammakiirguse avastamisega võimaldas käivitada optilise ja raadio teleskoobi jälgimist kogu maailmas.

Pärast koordinaatide saamist saavad mitmed vaatluskeskused alustada otsingut taeva piirkonnas mõne tunni pärast, kus sündmus oli väidetavalt tekkinud. Uue tähtsusega meenutav uus täht oli optiliste teleskoopide poolt avastanud ja selle tulemusena täheldati umbes 70 vaatluskeskust maa peal ja ruumis erinevates lainepikkustes vahemikus.

Järgnevatel päevadel oli pärast kokkupõrke, elektromagnetkiirguse röntgenkiirte, ultraviolettkiirguse, optiliste, infrapuna- ja raadiolaineribade puhul registreeriti.

"Esimest korda vastupidiselt" ühe "ühinemise mustade aukude," kanastus "sündmus on registreeritud mitte ainult gravitatsiooni detektorid, vaid ka optiliste ja neutriini teleskoobid. See on esimene selline tants tähelepanekud umbes sama Üritus, "ütles Moskva Riikliku Ülikooli füüsikateaduskonna professor Sergei Vyatchanin, mis on kaasatud Vene teadlaste rühmasse, kes osalesid nähtuse vaatluses Moskva riigiülikooli Valeri Mitrofanovi füüsilise teaduskonna professori juhtimisel.

Thereorys ennustavad, et neutroni tähtede kokkupõrkel, gravitatsioonlained ja gammakiired tuleb kustutada, samuti purunevad ainete võimsad joad, millega kaasneb elektromagnetiliste lainete kiirgus laias sagedusvahemikus.

Avastatud gamma purunemine on nn lühikese gamma purunemise. Varem ennustasid teadlased ainult, et neutroni tähtede ühendamisel tekkisid lühikesed gamma purunemised ja nüüd kinnitavad tähelepanekud. Kuid hoolimata asjaolust, et avastatud lühikese gamma purunemise allikas oli üks lähima maapinnale, nähtav seni, oli sellise vahemaa jaoks ootamatult nõrk. Nüüd peavad teadlased leidma selle fakti selgituse.

Valguse kiirusega

Kokkupõrke ajal liideti kahe neutroni tärni põhiosa üheks ultra-tühjaks objektiks, mis kiirgavad gammakiirte. Gamma kiirguse esimesed mõõtmised koos gravitatsioonlainete avastamisega kinnitavad Einsteini relatiivsuse üldise teooria ennustamist, nimelt gravitatsioonilained levinud valguse kiirusel.

"YouTube / Gruusia Tech"

"Kõigil varasematel juhtudel oli gravitatsioonilaine allikas ühendasid mustad augud. Nagu paradoksaalselt, on mustad augud väga lihtsad objektid, mis koosnevad üksnes kõverast ruumist ja seetõttu kirjeldasid täielikult tuntud relatiivsuse teooriat. Samal Aeg, neutroni tähtede struktuur ja eriti neutroniseisundi võrrand on endiselt teadmata. Seetõttu võimaldab neutroni tähtede ühendamise signaalide uuring saada suure hulga uut teavet ka super -proper asi äärmuslikes tingimustes, "ütles Moskva füüsikateaduskonna professor Füüsika õppejõud Farit Khalili, mis sama siseneb Mittofanovi gruppi.

Tehase raskete elementide

Töitikud ennustasid, et ühinemise tulemusena moodustub "Kilnovaya". See nähtus, mille juures neutroni tärni kokkupõrge jäänud materjal on heledalt hõõguv ja visatud kokkupõrke piirkonnas kaugele kosmosesse. Sellisel juhul toimuvad protsessid, mille tulemusena tekivad rasked elemendid, näiteks plii ja kuld. Vaatlus pärast neutronide ühinemise põletamist võimaldab teil saada lisateavet selle ühendamise erinevate etappide kohta, mis käsitlevad objekti interaktsiooni keskkonda ja protsesse, mis toodavad universumis kõige raskemaid elemente.

"Ühinemise protsessis on registreeritud raskete elementide moodustumine. Seetõttu võib see isegi öelda galaktilise tehase kohta raskete elementide, sealhulgas kulla tootmiseks, see metallist kõige rohkem huvitavam maapinnast. Teadlased algavad. Teadlased algavad Pakkuda mudeleid, mis selgitaks selle ühinemise täheldatud parameetreid ", märkis Vyatchanin.

Umbes koostöö Lige-LSC

Ligo-LSC (Ligo teadlaste koostöö) teaduslik koostöö ühendab rohkem kui 1200 teadlast 100 erineva riigi instituudist. Ligo vaatluskeskus ehitatakse ja haldab California ja Massachusettsi tehnoloogilised institutsioonid. Ligo partner on Neitsi koostöö, mis töötab 280 Euroopa teadlast ja inseneri 20 uurimisrühma. Neitsi detektor on lähedal Pisa (Itaalia).

Ligo teaduskoostöös osalevad kaks Venemaa teaduslikku meeskonda: M.V-i nime saanud Moskva Riikliku Ülikooli füüsilise teaduskonna rühm. Lomonosov ja rakendatud füüsika Instituudi grupp (Nizhny Novgorod). Uuringuid toetavad Venemaa aluspõhise uurimistöö ja Venemaa teadusfondi alus.

Ligo detektorid 2015. aastal registreeriti kõigepealt gravitatsioonlained mustade aukude kokkupõrkest ja 2016. aasta veebruaris kuulutati avamine pressikonverentsil. Aastatel 2017 ameerika füüsikud Rainer Weiss, Kip Thorn ja Berry Barisch otsustava panuse Ligo projekti, samuti "järelevalve gravitatsioonilaine, sai laureaadid Nobeli auhinna füüsika.