НОВИНИ


ПЪРВО РЕГИСТРИРАНЕ НА ГРАВИТАЦИОННИ ВЪЛНИ ОТ СБЛЪСЪК НА НЕУТРОННИ ЗВЕЗДИ - НОВА ЕРА НА АСТРОНОМИЯТА
16.10.2017


По безпрецедентен начин днес, 16 октомври, на едновременно провеждащи се пресконференции на 70 обсерватории по света, включително гравитационните детектори LIGO, VIRGO, учените съобщиха, че телескопите на Европейската южна обсерватория (ESO) за първи път са наблюдавали източник в оптичния диапазон на гравитационни вълни - сливащи се неутронните звезди, които "изхвърлят злато и платина в космоса", както обявиха от обсерваторията.
 

Както предвидихме в НаукаOFFNews, темата на пресконференцията бе за регистрираните по-рано гравитационни вълни, продукт от сливането на две неутронни звезди.

В резултат на тази грандиозна космическа катастрофа се образува уникален обект, отдавна е предсказан от теоретиците, който е наречен "килонова" (kilonova). Той изхвърля в космоса тежки елементи като злато и платина. Освен това са получени засега най-мощните доказателства, че кратковременните гама-лъчи се дължат на сливането на неутронни звезди.

Констатациите са представени в няколко статии, публикувани в изданията Nature, Nature Astronomy и Astrophysical Journal Letters.

Сблъсък на неутронни звезди - концепция на художник. Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc./Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

На 17 август, 2017 г. лазерно-интерферометричната гравитационно-вълнова обсерватория LIGO в Съединените щати, която работи в сътрудничество с интерферометричната система Virgo Interferometerв Италия, регистрираха гравитационни вълни, стигнали до Земята от космоса. Тази пета регистрация на гравитационните вълни получи означението GW170817.

Приблизително две секунди след това две космически обсерватории, Космическият гама-телескоп "Ферми" на NASA (Fermi Gamma-ray Space Telescope) и астрофизическата гама-лаборатория ESA INTEGRAL (INTErnational Gamma Ray Astrophysics Laboratory) наблюдаваха кратък гама изблик в същата област на небето.

Съвместните наблюдения на LIGO-Virgo позволиха да се позиционира източника на гравитационните вълни в рамките на обширен участък на южното небе с размер няколко стотици лунни дискове, който съдържа милиони звезди. Когато в Чили настъпи нощта, множество телескопи започнаха да наблюдават тази област на небето в търсене на нови източници на излъчване. Сред тези инструменти бяха обзорните телескопи ESO VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) и VST (VLT Survey Telescope) в обсерватория Паранал, италианският телескоп REM (Rapid Eye Mount) в обсерваторията на ESO Ла Силя, 0.4-метровият телескоп от обсерваторията Лас Кумбрес, американският инструмент DECam в обсерватория Серо Тололо.

Първото съобщение за откриването на новия източник на светлина дойде от метровия телескоп Swope - обект, в близост до лещовидната галактика NGC 4993 в съзвездието Хидра. Почти едновременно същият източник е регистриран от телескопа  VISTA в инфрачервения спектър. Заедно с настъпването на нощта по земното кълбо на запад, обектът бе наблюдаван от телескопите на Хавай Pan-STARRS и Subaru и е забелязано бързото му развитие.

ESO стартира една от най-големите за цялата история на обсерваториите непланирани кампании за наблюдение.

Полученото от приемника VIMOS изображение на галактиката NGC 4993, на което е регистрирано във видима светлина сливането на неутронните звезди

Многобройните телескопи на обсерваторията непрекъснато наблюдаваха новия обект в продължение на няколко седмици след откриването. Телескопите VLT, NTT, VST, 2,2-метровият телескоп MPG / ESO, матрицата от телескопи ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) наблюдаваха събитието и неговите ефекти в широки диапазони на дължината на вълните.

Към наблюдението се присъединиха около 70 обсерватории по света, включително и космическият телескоп Хъбъл на NASA / ESA.

Спектрите на килоновата в NGC 4993, получени от спектрографа X-shooter.

Разстоянието до обекта бе получено чрез изчисления, както от данните за гравитационните вълни, така и от други наблюдения. Резултатът показа, че GW170817 се намира на същото разстояние от Земята, както галактиката NGC 4993, която е на 130 милиона светлинни години.

По този начин източникът се оказва най-близкият до нас от всички досега открити източници на гравитационни вълни и един от най-близките наблюдавани някога източници на гама-лъчи.

Вълните на пространствено-времевия континуум - както можем да си представим гравитационните вълни - се създават от движещите се маси. Но само най-мощните от тези вълни, предизвикани от много масивни обекти с бързи промени в скоростта (ускоряващи се), могат да бъдат регистрирани от съвременните устройства. Едно от тези събития е сливането на неутронни звезди.

След като масивна звезда експлодира под формата на свръхнова, на нейно място остава свръхплътно колапсиращо ядро - неутронна звезда. Сливането на неутронни звезди обяснява късите гама-излъчвания. Смята се, че това събитие е придружено от експлозия хиляда пъти по-ярка от типичната нова и затова е наречено "килонова".

Почти едновременното регистриране на гравитационните вълни и гама-лъчите от GW170817 дава надежда, че това е дълготърсената килонова. А наблюденията на инструментите на ESO наистина разкриха свойства, които са много близки до теоретичните прогнози, направени преди повече от 30 години. По този начин вече е получено първото наблюдателно доказателство за тяхното съществуване.

Като резултат от сливането на две неутронни звезди и експлозията на килоновата се изхвърлят радиоактивни тежки химични елементи, летящи със скорост една пета от скоростта на светлината. За няколко дни - по-бързо, отколкото при която и да е друга звездна експлозия - цветът на килоновата варираше от ярко синьо до силно червено.

Тази композиция показва изображения на галактиката NGC 4993 от няколко различни телескопи и инструменти на ESO. Всичките разкриват слаб източник на светлина близо до центъра. Това е експлозията на килоновата, резултат от сливането на две неутронни звезди. Това сливане създаде както гравитационни вълни, открити от LIGO-Virgo, така и гама лъчи, открити от Ферми и INTEGRAL в космоса.

"Никога не съм виждал нещо подобно. Нашите данни, както и данните от други изследователски групи, ясно показват, че това не е свръхнова, а не е променлива фонова звезда, което е нещо напълно необичайно" - заяви Стивън Смарт (Stephen Smartt), който извършваше наблюдения с телескопа на ESO NTT.

Измерените спектри показват присъствието на цезий и телур, изхвърлени в космоса по време на сливането на неутронните звезди. Тези и други тежки елементи, образувани при сливането, са разпръснати в пространството след експлозията на килоновата. По този начин, наблюденията показват образуването на елементи, по-тежки от желязото в ядрените реакции в недрата на свръплътните звездни обекти. Този процес, наречен r-нуклеосинтеза, преди бе известен само на теория.

Илюстрация на художник на сливането неутронни звезди. Robin Dienel; Carnegie Institution for Science


 

 

 
източник: nauka.offnews.bg

 


 
1036147