Тема:

Гравитационные волны 31 минута назад

Наблюдатели выяснили, что происходит на месте катаклизма, породившего гравитационные волны

После столкновения возник расширяющийся конус излучающего вещества.
Иллюстрация NRAO/AUI/NSF: D. Berr.

17 августа 2017 года произошло событие, которое войдёт в историю астрономии. Впервые источник гравитационных волн удалось разглядеть в электромагнитном спектре. "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно писали об этом событии.

Проанализировав данные гравитационных детекторов, учёные сделали вывод, что произошло слияние нейтронных звёзд. Это был первый случай, когда были приняты гравитационные волны от такого события. Предыдущие четыре случая наблюдения "волн тяготения" были связаны со слиянием чёрных дыр.

2 сентября массив радиотелескопов VLA принял первые радиоволны с места событий (к слову, это 130 миллионов световых лет от Земли). Конечно же, радиоволны, как и гравитационные волны, распространяются со скоростью света. Задержка была связана с тем, что источником радиоизлучения было не само слияние нейтронных звёзд, а процессы, которые за ним последовали.

Какие это процессы? Спустя три месяца наблюдений на радиотелескопах VLA, Compact Array и GMRT астрономы могут дать ответ. Он содержится в научной статье, опубликованной группой учёных во главе с Канэлом Мули (Kunal Mooley) в журнале Nature.

Как разъясняется в пресс-релизе, после столкновения нейтронных звёзд образовался один большой объект, который, возможно, превратился в чёрную дыру и рой небольших обломков. Мощное тяготение центрального объекта собрало их во вращающийся диск.

Сначала учёные предположили, что в космос бьёт тонкая струя ускоренных частиц, похожая на джет квазара. Она должна быть направлена по оси диска. Выполнив сложные расчёты, учёные проверили, как в этом случае должен себя вести поток радиоизлучения, испускаемого объектом. Получилось, что он будет со временем ослабевать.

Месяцы наблюдений показали, что это совсем не так. Наоборот, интенсивность радиоволн день ото дня становится всё выше.

Тогда исследователи пересмотрели концепцию. В их новой модели нет тонкой струи, которая вырывается из диска и движется по оси его вращения. Вместо этого поток предельно ускоренного вещества образует достаточно широкий конус. Он уже "не помещается" на оси и задевает материю диска, передавая ей свою энергию. Получается "кокон" из обломков, расширяющийся со скоростью, сравнимой со скоростью света. По мере его расширения растёт поток излучения от него.

Этот вывод касается не только радиоволн, но и рентгеновского излучения. Наблюдения "X-лучей" и должны были подтвердить или опровергнуть построения учёных.

Однако несколько недель Солнце в своём неторопливом годовом пути по небу находилось слишком близко к объекту, чтобы его можно было наблюдать в оптические и рентгеновские телескопы. Излучение, исходящее от изучаемого объекта, попросту тонуло в солнечном сиянии. Поэтому пришлось полагаться на радиотелескопы. Высокая разрешающая способность радиоинтерферометров позволяет наблюдать нужный объект, не захватывая Солнце в поле зрения.

Мули и его коллеги опубликовали в Интернете свои предварительные выводы 20 ноября. 2 декабря объект, наконец, стал доступен для наблюдения с помощью рентгеновской орбитальной обсерватории Chandra. Эти наблюдения продлились до 6 декабря, и на следующий день их результаты были опубликованы.

Оказалось, что поток "X-лучей" от объекта также усиливается со временем. Это подтверждает правильность модели, предложенной группой Мули.

У этого факта есть важное следствие. Поскольку в электромагнитном спектре событие выглядит не как мгновенная вспышка, а как процесс, нарастающий в течение нескольких недель, шансы обнаруживать такие события и впредь достаточно высоки. А это значит, что астрономы получат ещё немало информации об этих удивительных катаклизмах.

Напомним, что "Вести.Наука" неоднократно писали о гравитационных волнах и их источниках. Мы рассказывали, например, о слиянии самых лёгких чёрных дыр за всю историю наблюдений и о первом сигнале, принятом детектором VIRGO.

Сегодня