Fale grawitacyjne Gwiazdy neutronów. Astronomowie po raz pierwszy usłyszeli fale grawitacyjne z połączenia gwiazd neutronów. Gdzie we wszechświecie podjęte są złoto i inne ciężkie elementy
Prawa ilustracja posiadacza Getty Images. Tytuł Zdjęcia. Zjawisko obserwowano przy pomocy kosmicznych obserwatoriów i teleskopów naziemnych
Naukowcy po raz pierwszy udało się zarejestrować fale grawitacyjne z połączenia dwóch gwiazd neutronów.
Fale odnotowano czujniki ligo w Stanach Zjednoczonych i włoskiej obserwatorium Virgo.
Według naukowców, w wyniku takich fuzji we wszechświecie, pojawiają się takie elementy, takie jak platyna i złoto.
Odkrycie zostało wykonane 17 sierpnia. Dwa detektory w Stanach Zjednoczonych zarejestrowali sygnał grawitacyjny GW170817.
Dane z trzeciego detektora we Włoszech pozwoliły wyjaśnić lokalizację zdarzenia przestrzeni.
"To właśnie czekaliśmy" - powiedział dyrektor wykonawczy Lago Labo David Rich, komentując odkrycie.
Połączenie miało miejsce w Galaxy NGC4993, który znajduje się w odległości około 130 milionów lat świetlnych od ziemi w konstelacji Hydrę.
Masy gwiazd mieściły się w zakresie od 1,1 do 1,6 Mszy Słońca, który spada w obszarze gwiazd neutronów. Ich promień wynosi 10-20 km.
Gwiazdy nazywane są neutronem, ponieważ w procesie grawitacyjnych protonów kompresji i elektronów wewnątrz seryjnej gwiazdy, co skutkuje obiektem składającym się prawie wyłącznie z neutronów.
Takie obiekty mają niesamowitą gęstość - łyżeczka materii ważą około miliarda ton.
Prawa ilustracja posiadacza NSF / Ligo / Sonoma State University Tytuł Zdjęcia. Wygląda na fuzję gwiazd neutronów w widoku naukowców (na zdjęciu - model komputera)Labo Laboratory w Livingston w Luizjanie jest małym budynkiem, z którego dwa rury są odszedł pod kątem prostym - ramion interferometru. Wewnątrz każdego z nich - wiązka laserowa, mocowanie zmian w długości można wykryć fale grawitacyjne.
Detektor ligo ustanowiony w środku obszernych lasów powstał w celu naprawienia fal grawitacyjnych, które generujące katakliz przestrzeni na dużą skalę, takie jak fuzja gwiazd neutronów.
Cztery lata temu detektor został zmodernizowany, od tego czasu zderzył się cztery razy zderzenie czarnych dziur.
Fale grawitacyjne, które powstają w wyniku zdarzeń na dużą skalę w przestrzeni prowadzą do występowania tymczasowych krzywizn przestrzennych, coś podobnego do zmarszczek na wodzie.
Odtwarzanie mediów nie jest obsługiwane na swoim urządzeniu
Otwarcie roku: jak zderzenie gwiazd neutronów?Rozciągają się i ściskają całą sprawę, przez którą przechodzą, w niemal nieistotnym stopniu - mniej niż szerokość jednego atomu.
"Jestem zachwycony tym, co zrobiliśmy. Po raz pierwszy zacząłem pracować nad falami grawitacyjnych w Glasgow, będąc wciąż studentem. Od tego czasu minęło wiele lat, było upa, ale teraz, ale teraz wszystko się wydarzyło", mówi Pracownik Ligo, profesor Norna Robertson.
"W ciągu ostatnich kilku lat po raz pierwszy zarejestrowaliśmy połączenie" czarnych dziur ", a następnie - gwiazdy neutronów, według moich uczuć, otwieramy nowe pole do badań", dodaje.
- Przewiduje się istnienie fal grawitacyjnych w ramach ogólnej teorii względności Einsteina.
- Aby opracować technologię, która pozwoliła naprawić fale, dziesięcioleci poszły
- Fale grawitacyjne są zniekształceń w czasie i przestrzeni, które powstają w wyniku dużych wydarzeń w przestrzeni.
- Radykalnie przyspieszająca materia generuje fale grawitacyjne, które dotyczą prędkości światła
- Wśród widocznych źródeł fal nazywane są fuzje gwiazd neutronów i "czarnych dziur"
- Badania fal otwierają zasadniczo nowe pole do badań
Naukowcy uważali, że uwalnianie energii na skali prowadzi do występowania rzadkich elementów - takich jak złoto i platyna.
Według Dr. Kate Maguire z Królewskiego Uniwersytetu Belfastu, który był zaangażowany w analizę pierwszych epidemii wynikających z połączenia, teraz ta teoria jest udowodniona.
"Z najpotężniejszym w świecie teleskopów odkryliśmy, że w wyniku tego połączenia gwiazd neutronowych wystąpiło szybkie uwolnienie ciężkich elementów chemicznych, takich jak złoto i platyna, w przestrzeni", mówi Maguire.
"Te nowe wyniki pomogły znacząco przenieść się do rozdzielczości długotrwałego sporu, gdzie elementy tabeli okresowej pochodzą z okresowej tabeli", dodaje.
Nowe granice
Monitorowanie zderzenia gwiazd neutronów może również potwierdzić teorię, której towarzyszy krótkie emisje promieniowania gamma.
Porównywanie zebranych informacji o wynikach wyznaczonych fal grawitacyjnych z danymi na promieniowaniu świetlnym, montowane za pomocą teleskopów, naukowcy wykorzystali wcześniej nie stosowane w praktyce. Metoda mierzenia szybkości ekspansji wszechświata.
Jeden z najbardziej wpływowych fizyków teoretyków na planecie, profesor Stephen Hawking w rozmowie z BBC nazwał go "pierwszym krokiem na schodach" do nowej metody pomiaru odległości we wszechświecie.
"Nowy sposób obserwacji wszechświata jako zasady prowadzi do niespodzianek, z których wiele nie może przewidzieć. Nadal wytrzyj oczy, a raczej możemy wyczyścić uszy po pierwszym usłyszeniu fale grawitacyjnych", powiedział Hawking.
Prawa ilustracja posiadacza NSF. Tytuł Zdjęcia. Kompleks Obserwatorium Ligo w Livingston. Z budynku "ramiona" - Rury, w środku, z których promienie laserowe są utrzymywane w próżniTeraz wyposażenie kompleksu ligo jest ulepszone. Rok później będzie dwukrotnie bardziej wrażliwy, i może zeskanować segment przestrzeni, co jest osiem razy większy.
Naukowcy uważają, że w przyszłości obserwacja zderzenia "czarnych dziur" i gwiazd neutronów stanie się zwykłym zjawiskiem. Mają również nadzieję nauczyć się oglądać obiektów, które nawet nie wyobrażają sobie dzisiaj i rozpocząć nową erę w astronomii.
Współpraca Ligo-Virgo wraz z astronomami 70 obserwatoriów ogłosiła dzisiaj o obserwacji połączenia dwóch gwiazd neutronowych w zespołach grawitacyjnych i elektromagnetycznych: widzieli splash gamma, a także rentgenowskie, ultrafioletowe, widoczne, podczerwieni i radio promieniowanie.
Ilustracja zderzenie gwiazd neutronów. Wąska emisja po przekątnej jest przepływem promieni gamma. Luminująca chmura wokół gwiazd jest źródłem światła widocznego, które obserwowano przez teleskopy po fuzji. Kredyt: NSF / Ligo / Sonoma State University / Aurore Simonnet
Wspólna obserwacja wybuchu gamma, fale grawitacyjne i widoczne światło pozwoliło określić nie tylko obszar na niebie, gdzie wystąpiło zdarzenie, ale także galaktyka NGC 4993, do której należały gwiazdy.
Oznaczanie lokalizacji na niebie z różnymi detektorami
Co możemy powiedzieć o gwiazdach neutronowych?
Astronomowie obserwowali krótki promieniowanie gamma wybuchy przez lata, ale nie wiedziały dokładnie, jak powstają. Głównym założeniem było to, że wybuch ten występuje w wyniku połączenia gwiazd neutronów, a teraz obserwacja fal grawitacyjnych z tego wydarzenia potwierdziła teorię.Gdy neutron gwiazdy twarzy, główna część ich substancji łączy się w jeden obiekt supermasive, promieniując "ogień kulistą" z gamma promieniowania (najkrótszy wybuch gamma, zarejestrowany w dwóch sekundach po falach grawitacyjnych). Następnie tak zwany Kilonov występuje, gdy substancja pozostała po zderzeniu gwiazd neutronów jest poniesiona z witryny kolizji, promieniując światło. Obserwacja spektrum tego promieniowania umożliwiła określenie, że ciężkie elementy, takie jak złoto, rodzą się w wyniku kilowskiego. Naukowcy zaobserwowano po blasku w ciągu kilku tygodni po wydarzeniu, zbierając dane dotyczące procesów, które miały miejsce w gwiazdach, a to była pierwsza wiarygodna obserwacja Kilona.
Gwiazdy neutronowe są obiektami super-płaski wynikających z eksplozji Supernova. Presja w gwiazdy jest tak wysoka, że \u200b\u200batomy nie mogą istnieć oddzielnie, a wewnątrz gwiazdy jest płynna "zupa" z neutronów, protonów i innych cząstek. Opisać gwiazdę neutronową, naukowcy wykorzystują równanie stanu, który wiąże ciśnienie i gęstość substancji. Istnieje wiele opcji możliwych równania stanów, ale naukowcy nie wiedzą, który z nich są poprawne, dlatego obserwacje grawitacyjne mogą pomóc rozwiązać ten problem. W tej chwili obserwowany sygnał nie daje jednoznacznej odpowiedzi, ale pomaga podać interesujące szacunki na kształt gwiazdy (co zależy od przyciągania grawitacyjnej dla drugiej gwiazdy).
Interesujące odkrycie okazało się, że obserwowany krótki wzrost gamma jest najbliżej ziemi, ale jednocześnie zbyt przyciemnił na taką odległość. Naukowcy zasugerowali kilka możliwych wyjaśnień: Być może promieniowanie promieniowania gamma było nierównomierne jasność lub widzieliśmy tylko jego bardzo krawędź. W każdym przypadku pojawia się pytanie: wcześniej, astronomowie nie zakładali, że takie nudne wybuchy mogą być zlokalizowane tak blisko, a potem mogą pominąć te same nudne wybuchy, czyliby błędnie zinterpretować je jako bardziej odległe? Wspólne obserwacje w zakresie grawitacyjnego i elektromagnetycznego mogą pomóc dać odpowiedź, ale na tym poziomie czujności czułością takie obserwacje będą dość rzadkie - średnio 0,1-1,4 rocznie.
Oprócz promieniowania grawitacyjnego i elektromagnetycznego, gwiazdy neutronów emitują strumienie neutrin podczas procesu fuzji. Detektory neutrinowe również pracowały na wyszukiwaniu tych strumieni z imprezy, ale nic nie nagrywał. Ogólnie rzecz biorąc, wynik ten spodziewał się - jak w przypadku wybuchu gamma, wydarzenie jest zbyt słabe (lub obserwujemy go na dużym kącie), aby wykrywacze mogły je zobaczyć.
Prędkość fal grawitacyjnych
Ponieważ fale grawitacyjne i sygnał świetlny wystąpił z jednego źródła z bardzo dużym prawdopodobieństwem (5.3 sigma), a pierwszy sygnał świetlny przyszedł po 1,7 sekundy po grawitacji, możemy ograniczyć prędkość rozmnażania fal grawitacyjnych z bardzo dużą dokładnością. Zakładając, że światła i fale grawitacyjne emitowane jednocześnie, a opóźnienie między sygnałami wystąpiło ze względu na fakt, że grawitacja jest szybsza, możesz uzyskać najwyższą ocenę. Niższe oszacowanie można uzyskać z modeli scalonych gwiazd neutronowych: zakładać, że światło zostało emitowane w ciągu 10 sekund po falach grawitacyjnych (w tym momencie wszystkie procesy powinny ukończyć dokładnie) i złapał fale grawitacyjne w czasie ziemi . W rezultacie stawka grawitacji jest równa prędkości światła z dużą dokładnościąW celu oceny dolnej możliwe jest użycie większego opóźnienia między promieniowaniem, a nawet założyć, że sygnał świetlny został po raz pierwszy emitowany, co zmniejszy dokładność proporcjonalnie. Ale nawet w tym przypadku ocena jest niezwykle dokładna.
Korzystając z tej samej wiedzy o opóźnieniu między sygnałami, możliwe jest znacząco zwiększenie dokładności szacunków na niezmienności Lorenz (różnica między zachowaniem grawitacji a światłem, gdy transformacja Lorentz) i zasada równoważności.
Naukowcy mierzyli stałego Hubble'a iw inny sposób na monitorowanie parametrów promieniowania relikwicznego w teleskopie planowania i otrzymał kolejną wartość stałego Hubble'a, a nie zgodne z pomiarami butów. To rozróżnienie jest zbyt duże, aby być statystyczne, ale jeszcze nie znane są przyczyny ocen. Dlatego konieczne jest niezależne pomiar.
Dystrybucja prawdopodobieństwa dla stałego hubble'a za pomocą fal grawitacyjnych (niebieski). Linia przerywana wskazuje interwały 1σ i 2σ (68,3% i 95,4%). Dla porównania, 1σ i interwały 2σ są pokazane dla poprzednich szacunków: Planck (Green) i buty (pomarańczowy), które nie zbiegają się ze sobą.
Fale grawitacyjne w tym przypadku odgrywa rolę standardowych świec (i nazywane są standardowymi syrenami). Obserwując amplitudę sygnału na Ziemi i modelując jego amplitudę w źródle, możliwe jest ocena, ile się zmniejszyło, a tym samym dowiedzieć się o odległość do źródła - niezależnie od wszelkich założeń dotyczących stałego hubble'a lub wcześniejszych pomiarów. Obserwacja sygnału światła umożliwiła określenie galaktyki, w której znajduje się para gwiazd neutronów, a szybkość usuwania tej galaktyki była dobrze znana z poprzednich pomiarów. Stosunek między prędkością a odległością jest stały Hubble. Ważne jest, aby taka ocena była całkowicie niezależna od poprzednich szacunków lub skali przestrzeni odległości.
Jeden wymiar nie wystarczy, aby umożliwić zagadkę różnic w szacunkach deski i butów, ale ogólnie ocena jest już dobrze odpowiada znanym wartościom. Biorąc pod uwagę, że wcześniejsze szacunki opierają się na statystykach zebranych przez lata, jest to bardzo istotny wynik.
Trochę o ligo i usterki
Najlepszy panel pokazuje usterkę w danych ligo-livingston, a także wyraźnie pokazuje obecność Chirpa. Dolny panel pokazuje amplitudę bezwymiarową oscylacji, "szczepu" (wartość opisujemy wartość sygnału w Ligo i Virgo) w czasie usterki. To jest krótkie
(Trwają tylko około 1/4 sekundy), ale bardzo silny sygnał. Suppresja zmniejsza usterkę na pomarańczową krzywą, która pokazuje poziom hałasu tła, zawsze obecny w detektorach ligo.
Tylko jeden z detektorów ligo widział sygnał w trybie automatycznym, ponieważ "usterka" miała miejsce przy detektorze w Livingstone w momencie zdarzenia. Termin ten jest rozpryskiem hałasu, podobny do bawełny statyczną w radiu. Chociaż sygnał fali grawitacyjnej był oczywiście zauważony przez ludzkie oko, automatyzacja obciąża takie dane. Dlatego też sprzątanie sygnału z usterki, zanim dane mogą być używane przez detektor. Usterki pojawiają się w detektorach cały czas - około kilka godzin. Naukowcy klasyfikują je w formie i czasie trwania i wykorzystują te wiedzę, aby poprawić detektory. Możesz im pomóc w tym w projekcie GravitorSpy, gdzie użytkownicy szukają i klasyfikowania usterki w danych Ligo, aby pomóc naukowcom.
Pytania bez odpowiedzi
Znani czarne dziury, gwiazdy neutronowe i ich fuzje. Jest obszar średniej masy, o istnieniu kompaktowych obiektów, z którymi nic nie wiemy. Kredyt: Ligo-Virgo / Northwestern / Frank Elavsky
Zarejestrowaliśmy fale grawitacyjne z dwóch kompaktowych obiektów, a obserwacja promieniowania elektromagnetycznego sugeruje, że jedna z nich była gwiazdą neutronową. Ale drugi może być czarną dziurą z małą masą i chociaż nikt nie widział takich czarnych dziur, nie mogli istnieć. Od obserwacji GW170817 niemożliwe jest określenie dokładnie, gdyby zderzenie dwóch gwiazd neutronów, chociaż jest bardziej prawdopodobne.
Drugi ciekawy moment: co ten obiekt staje się po fuzji? Mógł być albo supermasive neutroną gwiazdą (najbardziej masywną ze znanych) lub najłatwiejsze ze znanych czarnych dziur. Niestety dane obserwacyjne nie wystarczą, aby odpowiedzieć na to pytanie.
Wniosek
Obserwacja połączenia gwiazd neutronów o wszystkich zespołach jest oszałamiająco bogatym wydarzeniem. Ilość danych otrzymanych przez naukowców tylko dla tych dwóch miesięcy umożliwiło przygotowanie kilkudziesięciu publikacji i będzie o wiele więcej, gdy dane zostaną publicznie dostępne. Fizyka gwiazd Neutronów jest znacznie bogatsza i bardziej interesująca niż fizyka czarnych dziur - możemy bezpośrednio sprawdzić fizykę super prawidłowego stanu substancji, a także mechaników kwantowych w warunkach silnych pól grawitacyjnych. Ta wyjątkowa okazja może nam pomóc w końcu znaleźć związek między ogólną teorią względności i fizyki kwantowej, która wciąż nas wymknęła.To odkrycie pokazuje, ile dzieło wielu współpracy z tysięcy ludzi jest ważne w nowoczesnej fizyce.
Reddit Ama.
Tradycyjnie, Reddit Naukowcy z Ligo odpowiadają na pytania użytkownika, bardzo polecam!Dotyczy to z 18 godzin w Moskwie 17 i 18 października. Link do wydarzenia będzie na początku początku.
Wyniki nadzoru mogą rzucić światło na tajemnicy struktury gwiazd neutronowych i tworzeniem ciężkich elementów we wszechświecie
Artystyczny obraz grawitacyjnych fal generowanych przez scalanie dwóch gwiazd neutronów
Obraz: R. Hurt / Caltech-jpl
Moskwa. 16 października. Strona internetowa - naukowcy po raz pierwszy w historii odnotowali fale grawitacyjne z zbiegu dwóch gwiazd neutronów - Obiekty Superlit z masą z naszym słońcem i wielkością Moskwy, witryny N + 1 raporty.
Około 70 terapii i kosmicznych obserwatoriów, które powstały następnie zaobserwowały około 70 obserwatoriów naziemnych i kosmicznych - były w stanie zobaczyć teoretyki syntezy ciężkich elementów, w tym złota i platyny oraz potwierdzić prawo hipotez o charakterze tajemniczego krótkiego krótkiego Wybuchy Gamma, zgodnie z usługą prasową współpracy Ligo / Virgo, Europejskie Obserwatorium Południowej i Obserwatorium Los Kumbrowisku. Wyniki obserwacji mogą rzucić światło na tajemnicę struktury gwiazd neutronowych i tworzenia ciężkich elementów we wszechświecie.
Fale grawitacyjne - fale oscylacji geometrii czasu przestrzeni, których istnienie zostało przewidywane przez ogólną teorię względności. Po raz pierwszy na ich niezawodne ujawnienie, ligo współpraca zgłosiła się w lutym 2016 r. - 100 lat po prognozach Einsteina.
Jak zgłoszono, rano 17 sierpnia 2017 r. (O 20:41 w czasie wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych, kiedy w Moskwie wynosił 15:41) Automatyczne systemy na jednym z dwóch detektorów Grawitacji Ligo i obserwatorium fali zarejestrował parafię fali grawitacyjnej z kosmosu. Sygnał otrzymał oznaczenie GW170817, był już piątą przypadek mocowania fal grawitacyjnych od 2015 r., Od momentu, w którym zostały one pierwsze zarejestrowane. W ciągu zaledwie trzech dni przed tym, że Ligo Obserwatorium po raz pierwszy "słyszał" falę grawitacyjną wraz z Europejskim Virgo Project Virgo.
Jednak tym razem po dwóch sekundach po wydarzeniu grawitacyjnym teleskop kosmiczny Feri nagrał wybuch promieniowania gamma na południowym niebie. Prawie jednocześnie epidemia zobaczyła całek Obserwatorium Space-rosyjskiego.
Automatyczne systemy analizy danych Obserwatorium Ligo stwierdziły, że przypadkowy zbieg okoliczności tych dwóch zdarzeń jest niezwykle mało prawdopodobny. Podczas wyszukiwania więcej informacji stwierdzono, że fala grawitacyjna widziała drugi detektor ligo, a także Europejski Virgo Obserwatorium Gravitacyjne. Astronomowie całego świata wychowali "Alarm" - polowanie na fale grawitacyjne i wybuchu gamma rozpoczął wiele obserwatoriów, w tym Europejskie Obserwatorium Południowe i Teleskop Hubble'a.
Zadanie nie było łatwe - połączone dane Ligo / Virgo, Fermi i integralne umożliwiły opracowanie obszaru 35 stopni kwadratowych - jest to przykładowa powierzchnia kilkuset dysków księżycowych. Dopiero po 11 godzinach małego teleskopu Swope z lustrem miernikowym znajdującym się w Chile, wykonał pierwszy strzał zamierzonego źródła - wyglądało jak bardzo jasna gwiazda obok eliptycznego NGC 4993 Galaxy w galaxy konstelacji. W ciągu najbliższych pięciu dni jasność źródła spadła 20 razy, a kolor stopniowo przesunął się z niebieskiego na czerwony. Przez cały ten obiekt zaobserwowano z wielu teleskopów w zakresie od X-ray do podczerwieni, podczas gdy we wrześniu Galaxy nie był zbyt blisko słońca, a stało się niedostępne dla obserwacji.
Naukowcy stwierdzili, że źródłem wybuchu znajdowało się w galaktyce NGC 4993 w odległości około 130 milionów lat świetlnych od Ziemi. Jest niezwykle blisko, do tej pory fale grawitacyjne przychodzą do nas z odległości w miliardach lat świetlnych. Dzięki tej intymności mogliśmy je usłyszeć. Źródłem fali było połączenie dwóch obiektów z masami w zakresie od 1,1 do 1,6 Mszy Słońca - może to być tylko gwiazdy neutronowe.
Lokalizacja źródła fal grawitacyjnych w NGC 4993 Galaxy
Sama pluśnięcie "brzmiał" przez bardzo długi czas - około 100 sekund, dał wybuchy trwające ułamek sekundy. Para gwiazd neutronów obróconych wokół wspólnego centrum mas, stopniowo traci energię w postaci falach grawitacyjnych i zbliżających się. Gdy odległość między nimi zmniejszyła się do 300 km, fale grawitacyjne stały się wystarczająco potężne, aby dostać się do strefy czułości detektorów Ligo / Virgo Grawitainational. Gwiazdy neutronów udało się wykonać 1,5 tys. Rewolucji wokół siebie. W momencie połączenia dwóch gwiazd neutronów w jednym kompaktowym obiekcie (gwiazda neutronowa lub czarna dziura) istnieje potężna błysk promieniowania gamma.
Takie ogniska gamma o astronomów nazywane są krótkie wybuchy gamma, teleskopy gamma naprawiają je w przybliżeniu raz w tygodniu. Krótki splash gamma z połączenia gwiazd neutronowych, które zostały zgłoszone, trwało 1,7 sekundy.
Jeśli natura długiego wybuchu gamma jest bardziej zrozumiała (ich źródła - supernova), jedność opinii o źródłach krótkich serii nie była. Nastąpiła hipoteza, że \u200b\u200bdoprowadziłyby do fuzji gwiazd neutronów.
Teraz naukowcy byli w stanie potwierdzić tę hipotezę po raz pierwszy, ponieważ dzięki fale grawitacyjnym znamy wiele spontanicznych komponentów, co dowodzi, że jest to precyzyjnie neutronami gwiazd.
"Dekady podejrzewaliśmy, że krótkie wybuchy gamma generują fuzje gwiazd neutronowych. Teraz, dzięki Data Ligo i Virgo, mamy odpowiedź na temat tego wydarzenia. Fale grawitacyjne mówią nam, że spontaniczne obiekty miały masy odpowiadające gwiazdom neutronowym, a Gamma Flash mówi, że te obiekty nie mogłyby być czarnymi dziurami, ponieważ zderzenie czarnych dziur nie powinno generować promieniowania ", mówi Julie Mcanery, pracownik projektu Fermiego Nasa Nasa Namedrd.
Źródło złote i platynowe
Ponadto astronomowie po raz pierwszy otrzymali jednoznaczne potwierdzenie istnienia kilowskiego (lub "makronicznych") wybuchów, które są około 1 tysiące razy silniejsze ogniski zwykłych nowych nowych. Teoretycy przewidywali, że kilon może wystąpić, gdy gwiazdy neutronowe lub gwiazdy neutronowe i czarna dziura.
W tym przypadku rozpoczęto proces syntezy elementów ciężkich, w oparciu o uścisk jądra neutronów (proces R-proces), w wyniku czego wielu elementów ciężkich, takich jak złoto, platyna lub uran pojawił się we wszechświecie.
Według naukowców, z jedną eksplozją, kilon może powstać ogromną ilość złota - do dziesięciu mas księżyca. Do tej pory tylko po zaobserwowaniu wydarzenia, które może być eksplozja kilo.
Teraz astronomowie mogli oglądać nie tylko narodziny kilowskiego, ale także produkty jej "pracy". Widma uzyskane za pomocą teleskopu Hubble'a i VLT (bardzo duży teleskop) wykazały obecność cezu, tellur, złota, platyny i innych ciężkich elementów utworzonych przez połączenie gwiazd neutronowych.
11 godzin po kolizji temperatura Kilonu wynosiła 8 tysięcy stopni, a jego prędkość ekspansji osiągnęła około 100 tysięcy kilometrów na sekundę, n + 1 Uwagi w odniesieniu do danych państwowego Instytutu Astronomicznego o imieniu Sternberg (Gaish).
ESO poinformowały, że obserwacja była praktycznie idealnie zbiegła się z prognozą zachowania dwóch gwiazd neutronów podczas łączenia.
"Podczas gdy otrzymane dane są znacznie zgodne z teorią. Jest to triumf teoretyków, potwierdzenie absolutnej rzeczywistości wydarzeń zarejestrowanych przez Ligo i Obserwatorium Virgo oraz wspaniałe osiągnięcie ESO, które było w stanie uzyskać takie obserwacje Khonon, "powiedział Stefano Covino, pierwszy autor jednego z artykułów w astronomii natury.
Więc zderzenie gwiazd neutronów widział astronomów
Naukowcy nie mają odpowiedzi na pytanie, że pozostaje po połączeniu gwiazd neutronowych - może to być zarówno czarna dziura, jak i nowa gwiazda neutronowa, ponadto, nie jest całkiem jasne, dlaczego rozprysk gamma okazał się stosunkowo słaby.
W dniu 17 sierpnia 2017 r. Ligo obserwatorium fali grawitacyjno-fali w Laserze i czujnik fali grawitacyjnej franco-włoskiej FRANCY-ICALIITAICATION VIRGO zarejestrowały fale grawitacyjne z zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. Około dwie sekundy po tym, że przestrzeń teleskop gamma NASA "FERMI" i Astrofizyczna Gamma Laboratory ESA "Integral" zaobserwowano krótki splash Gamma GRB170817A w tym samym obszarze nieba.
"Naukowiec rzadko spada w przypadku świadczenia początku nowej ery w nauce. To jedna z tych przypadków! " - Elena Pian powiedział z Astrofizycznego Instytutu Włoch, autor jednego z opublikowanych Natura. Artykuły.
Jakie są fale grawitacyjne?
Fale grawitacyjne utworzone przez ruchomych mas są markerami najbardziej ciężkich zdarzeń we wszechświecie i występują, gdy zderzenie gęstych obiektów, takich jak czarne dziury lub gwiazdy neutronów.
Ich istnienie przewidziano w 1916 roku przez Alberta Einsteina w ogólnej teorii względności. Jednak naprawić fale grawitacyjne zarządzane dopiero po stu latach, ponieważ tylko najpotężniejsze z tych fal, dzięki szybkim zmianom prędkości bardzo masywnych obiektów, może być zarejestrowany w nowoczesnych odbiornikach.
Do dziś złapano 4 fale grawitacyjne: trzy razy ligo naprawiono "fale" czasu przestrzeni, a 14 września 2017 r. Po raz pierwszy, fale grawitacyjne zostały złapane w trzech detektorach (dwa detektory ligo w United Stany i detektor One Virgo w Europie).
Cztery poprzednie wydarzenia mają jedną wspólną - wszystkie są spowodowane przez scalanie par czarnych otworów, w wyniku którego ich źródło jest niemożliwe. Teraz wszystko się zmieniło.
Jak obserwatorium na całym świecie "złapał" źródło fal grawitacyjnych
Wspólne dzieło Ligo i Virgo pozwoliło ustawić źródło fal grawitacyjnych w szerokiej części południowego nieba kilkuset dysków pełni księżyca zawierający miliony gwiazd. Ponad 70 obserwatoriów na całym świecie, a także teleskop przestrzeni NASA "Hubble" zaczął obserwować ten obszar nieba w poszukiwaniu nowych źródeł promieniowania.
Pierwsza wiadomość o odkryciu nowego źródła światła przyszła po 11 godzinach od teleskopu miernika Swope. Okazało się, że obiekt był bardzo blisko Lenzoid Galaxy NGC 4993 w konstelacji Hydrę. Prawie jednocześnie te same źródło zostało zarejestrowane przez teleskop Europejskiego South Observatory ESO "Vista" w promieniach podczerwieni. Gdy noc przeniósł się na zachód na zachód, obiekt obserwowano na wyspach Hawajskich "Pan-Starrs" i "Subaru" teleskopy, a jego szybka ewolucja została odnotowana.
Lampa błyskowa z zderzenia dwóch gwiazd neutronów w galaktyce NGC 4993 jest wyraźnie widoczna na obrazie teleskopu kosmicznego HubBle. Uwagi prowadzone od 22 do 28 sierpnia 2017 r. Pokaż, jak stopniowo zniknęło. Kredyt: NASA / ESA
Szacunki odległości do obiektu, uzyskane zarówno z danych grawitacyjnych i falowych, jak i z innych obserwacji, dały spójne wyniki: GW170817 znajduje się w tej samej odległości od Ziemi jako Galaxy NGC 4993, czyli w 130 milionów lat świetlnych. W ten sposób znajduje się najbliżej wszystkich wykrytych źródeł fal grawitacyjnych i jeden z najbliższych obserwowanych źródeł wybuchów gamma.
Tajemniczy kilon.
Po masywnej gwiazdy eksploduje w formie supernowej, pozostaje superfoorspęcona jądro: gwiazda neutronowa. Fuzje gwiazdy neutronów wyjaśniają głównie przez krótkie wybuchy gamma. Uważa się, że to wydarzenie towarzyszy wybuch tysiąc razy jaśniejszy niż typowy nowy - tak zwany Kilon.
Artystyczna reprezentacja zderzenia dwóch gwiazd neutronów w galaktyce NGC 4993, która hodowała wybuch kilowary i fal grawitacyjnych. Kredyt: ESO / L. Calgada / m. Kornmesser.
"To nic takiego jak! Obiekt bardzo szybko stał się niesamowicie jasny, a potem zaczął się szybko znikać, poruszając się z niebieskiego na czerwony. To niesamowite! " - mówi Ryanowi Fowa z University of California w Santa Cruz (USA).
Prawie jednoczesna rejestracja fali grawitacyjnych i promieni gamma z GW170817 dała początek nadziei, że jest to długi pożądany kilon. Szczegółowe obserwacje na narzędziach ESO i teleskopu kosmicznego Hubble'a znalazły właściwości tego obiektu bardzo blisko prognoz teoretycznych dokonanych ponad 30 lat temu. Zatem uzyskano pierwsze potwierdzenie obserwacyjne istnienia kilowskiego.
Nadal jest niejasny, który obiekt dał początek połączenia dwóch gwiazd neutronów: czarna dziura lub nowa gwiazda neutronów. Dalsza analiza danych powinna odpowiedzieć na to pytanie.
W wyniku połączenia dwóch gwiazd neutronów i eksplozji kilowczych, radioaktywne ciężkie elementy chemiczne uwolnią się, wylatując z prędkością jednej piątej prędkości światła. Przez kilka dni - szybciej niż w przypadku jakiejkolwiek innej eksplozji gwiazd - kolor Kilonu zmienia się od jasnoniebieskiego na bardzo czerwony.
"Otrzymane dane są znacznie zgodne z teorią. Jest to triumf teoreści, potwierdzenie absolutnej rzeczywistości wydarzeń zarejestrowanych przez instalacje Ligo i Virgo oraz niezwykłe osiągnięcie ESO, które było w stanie uzyskać obserwacje Kilon ", mówi Stefano Covino z Astrofizycznego Instytutu Włoch, autor jeden z opublikowanych Natura astronomiaartykuły.
Niektóre elementy emitowane w przestrzeni podczas łączenia dwóch gwiazd neutronów. Kredyt: ESO / L. Calçada / m. Kornmesser.
Widma uzyskane przez narzędzia w bardzo dużemu teleskopie ESO pokazują obecność cezu i tellurium, wrzucając się w przestrzeń, gdy łącząc gwiazdy neutronów. Te i inne ciężkie elementy są rozpraszane w kosmosie po eksplozjach kilowskich. W ten sposób obserwacje wskazują tworzenie elementów cięższych niż żelazo pod reakcjami jądrowymi w głębokościach superproofowych obiektów gwiazd. Proces ten, zwany R-nukleozyntezy, był wcześniej znany tylko teoretycznie.
Znaczenie otwarcia
Discovery oznaczono świt nowej ery w kosmologii: Teraz możemy nie tylko słuchać, ale także zobaczyć wydarzenia generujące fale grawitacyjne! W krótkim okresie analiza nowych danych pozwoli naukowcom uzyskać bardziej dokładny obraz gwiazd neutronów, aw przyszłości obserwacja takich zdarzeń pomoże wyjaśnić ciągłą ekspansję wszechświata, składu mrocznej energii, jak również pochodzenie najtrudniejszych elementów w przestrzeni.
Badania opisujące odkrycie są reprezentowane przez serię artykułów w magazynach Natura., Natura astronomia i Astrofizyczne litery dziennika..
Moskwa, 16 października. / TASS /. Laserowe interferometryczne fala grawitacyjne obserwatorium, USA) i Virgo (podobne obserwatorium we Włoszech) nagrane fale grawitacyjne z połączenia dwóch gwiazd neutronów. To odkrycie jest ogłoszone w poniedziałek podczas międzynarodowej konferencji prasowej, która odbyła się jednocześnie w Moskwie, Waszyngtonie i wielu miastach w innych krajach.
"Naukowcy najpierw zarejestrowali fale grawitacyjne z fuzji dwóch gwiazd neutronów, a zjawisko to zaobserwowano nie tylko na interferometrach laserowych, rejestracji fal grawitacyjnych, ale także za pomocą kosmicznych obserwach (integralnych, Fermi) i teleskopów naziemnych, rejestracji promieniowania elektromagnetycznego. W sumie zaobserwowano to zjawisko. Około 70 terapii i kosmicznych obserwatoriów na całym świecie, w tym sieć Master Master Telescopes Robot (MSU. M.v. Lomonosov) "The Service Press of Moscow State University mówi.
Kiedy i jak zarejestrować
Odkrycie, których naukowcy zgłoszone w poniedziałek dokonano 17 sierpnia. Następnie oba detektory ligo zarejestrowali sygnał grawitacyjny o nazwie GW170817. Informacje dostarczone przez trzeci detektor Virgo umożliwiły znacząco poprawić lokalizację zdarzenia przestrzeni.
Prawie w tym samym czasie, w około dwóch sekundach po falach grawitacyjnych, teleskop Gamma NASA FERMA i Międzynarodowe Laboratorium Gamma-Ray Astrophysics Laboratory / Integral Obserwatorium (Międzynarodowe Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) Wykryto Bamma Ray Bursts. W kolejnych dniach naukowcy zarejestrowali promieniowanie elektromagnetyczne w innych zakresach, w tym fale rentgenowskie, ultrafioletowe, optyczne, podczerwieni i radiowe.
Detektory Ligo wykazały, że zarejestrowane fale grawitacyjne były emitowane przez dwa astrofizyczne obiekty obracające się do siebie i znajduje się na stosunkowo blisko - około 130 milionów lat świetlnych - od Ziemi. Okazało się, że obiekty były mniej masywne niż wcześniej wykryte ligo i podwójne otwory podwójne ligo i Virgo. Zgodnie z obliczeniami, ich mas mieściły się w zakresie od 1,1 do 1,6 Mszy Słońca, który spada na obszar gwiazd neutronów, najmniejszej i najbardziej gęstej wśród gwiazd. Ich typowy promień jest tylko 10-20 km.
Jeśli sygnał z połączenia podwójnych czarnych otworów był zwykle w zakresie czułości detektora LIGO przez sekundę, sygnał, zarejestrowany 17 sierpnia, trwał około 100 sekund. Po około dwóch sekundach po fuzji gwiazd miała miejsce błysk promieniowania gamma, który został zarejestrowany przez kosmiczne teleskopy gamma.
Szybkie wykrywanie fal grawitacyjnych przez polecenie Ligo-Virgo w połączeniu z wykrywaniem promieniowania gamma pozwoliło rozpocząć obserwację teleskopu optycznego i radiowego na całym świecie.
Po otrzymaniu współrzędnych kilku obserwatoriów było w stanie rozpocząć wyszukiwanie na obszarze nieba po kilku godzinach, gdzie wystąpiło wydarzenie. Nowy punkt światła przypominający nową gwiazdę został odkryty przez teleskopy optyczne, aw rezultacie zaobserwowano około 70 obserwatoriów na ziemi i w przestrzeni, zaobserwowano to zdarzenie w różnych zakresach długości fali.
W kolejnych dniach, po kolizji zarejestrowano promieniowanie elektromagnetyczne w promieniowaniu rentgenowskim, ultrafioletowym, optycznym, podczerwieniach i radiowych wave.
"Po raz pierwszy, w przeciwieństwie do" pojedynczych "fuzji czarnych dziur, zdarzenie" Caleship "jest zarejestrowane nie tylko przez detektorów grawitacyjnych, ale także z teleskopami optycznymi i nerynowymi. Jest to pierwszy taki taniec obserwacji wokół tego samego Wydarzenie - powiedział profesor Wydziału Fizyki Moskwy Siergiej Vyatchanin, który jest włączony do grupy rosyjskich naukowców, którzy uczestniczyli w obserwacji zjawiska, pod kierownictwem profesora Fizycznego Wydziału Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego Valery Mitrofanova.
Teoretycy przewidują, że w zderzeniu gwiazd neutronów, fale grawitacyjne i promienie gamma powinny być usuwane, a także wybuchy potężne strumienie substancji, któremu towarzyszy promieniowanie fal elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości.
Odkryty wybuch gamma jest tak zwany krótki wybuch gamma. Wcześniej naukowcy przewidywali, że krótkie wybuchy gamma zostały wygenerowane podczas łączenia gwiazd neutronów, a teraz potwierdzono obserwacjami. Ale pomimo faktu, że źródło odkrytego krótkiego wybuchu gamma był jednym z najbliższych do ziemi, widoczne jak dotąd, sam gwałtowny był niespodziewanie słaby dla takiej odległości. Teraz naukowcy muszą znaleźć wyjaśnienie tego faktu.
Z prędkością światła
W czasie kolizji główną częścią dwóch gwiazd neutronów połączyło się w jeden ultra-pusty obiekt emitujący promienie gamma. Pierwsze pomiary promieniowania gamma w połączeniu z wykrywaniem fal grawitacyjnych potwierdzają przewidywanie ogólnej teorii względności Einsteina, a mianowicie, fale grawitacyjne propagują się z prędkością światła.
"YouTube / Georgia Tech"
"We wszystkich poprzednich przypadkach źródło fal grawitacyjnych łączył czarne otwory. Podobnie jak paradoksalnie, czarne otwory są bardzo prostymi obiektami składającymi się wyłącznie z zakrzywionej przestrzeni, a zatem w pełni opisane przez znanych przepisów ogólnej teorii względności. W tym samym czasie Czas, struktura gwiazd neutronów, aw szczególności równanie stanu materii neutronowej jest nadal nieznana. Dlatego badanie sygnałów z łączenia gwiazd neutronów pozwoli uzyskać ogromną liczbę nowych informacji także na właściwościach super -Przeglować materiały w ekstremalnych warunkach "- powiedział profesor Wydziału Fizyki Moskwy Uniwersytetu Państwowego Farit Khalili, który tak samo wchodzi w Grupę Mitrofanova.
Fabryka ciężkich elementów
Teoretycy przewidywali, że w wyniku fuzji powstaje "Kilonovaya". Zjawisko to, w którym materiał pozostający z zderzenia gwiazd neutronów jest jasno świeci i wyrzucony z obszaru kolizji daleko w przestrzeń. W tym przypadku występuje procesy, w wyniku czego powstają ciężkie elementy, takie jak ołów i złoto. Obserwacja Po spalaniu fuzji gwiazd neutronów umożliwia otrzymywanie dodatkowych informacji o różnych etapach połączenia, o interakcji obiektu ze środowiskiem i procesami, które wytwarzają najtrudniejsze elementy we wszechświecie.
"W procesie fuzji można zarejestrować tworzenie elementów ciężkich. Dlatego można nawet powiedzieć o galaktycznej fabryce do produkcji ciężkich elementów, w tym złota - przecież ten metal jest najbardziej zainteresowany ziemiami. Naukowcy zaczynają Aby zaoferować modele, które wyjaśniłyby obserwowane parametry tego połączenia "- zauważył Vyatchanin.
O współpracy Ligo-LSC
Naukowa współpraca Ligo-LSC (Ligo Scientfic Collaboration) łączy ponad 1200 naukowców z 100 instytutów różnych krajów. Obserwatorium Ligo jest budowane i obsługiwane przez instytucje technologiczne w Kalifornii i Massachusetts. Ligo Partner jest współpracą Virgo, która zatrudnia 280 europejskich naukowców i inżynierów z 20 grup badawczych. Detektor Virgo znajduje się w pobliżu Piza (Włochy).
Dwa zespoły naukowe z Rosji są zaangażowane w ligo badania współpracy naukowej: grupa fizycznego wydziału Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego o nazwie M.V. Lomonosov i grupa Instytutu Fizyki Stosowanej RAS (Nizhny Novgorod). Badania są wspierane przez Rosyjską Fundację Badań Podstawowych i Rosyjskiej Fundacji Naukowej.
Detektory LIGO w 2015 r. Były pierwsze zarejestrowane fale grawitacyjne z zderzenia czarnych dziur, aw lutym 2016 r. Otwarcie zostało ogłoszone na konferencji prasowej. W 2017 r. Amerykańscy fizycy Rainer Weiss, KIP Thorn i Berry Barisch na decydujący wkład w projekt LIGO, a także "monitorowanie fal grawitacyjnych, stały się laureatami Nagrody Nobla w fizyce.
