Maždaug prieš 130 milijonų metų toli esančioje galaktikoje susidūrė dvi neutroninės žvaigždės. Šis įvykis yra jau 5-asis gravitacinių bangų stebėjimas, atliekamas bendradarbiaujant lazerinių interferometrų gravitacinių bangų observatorijai (LIGO) ir Mergelėms, ir pirmasis aptiktas, kurį sukėlė ne dviejų juodųjų skylių susidūrimas.
Tačiau šis įvykis, vadinamas kilonova, sukūrė ir ką kita: lengvą, per kelis bangų ilgius.
Pirmą kartą istorijoje astronominis reiškinys pirmą kartą buvo pastebėtas per gravitacines bangas, o paskui pastebėtas teleskopu. Neįtikėtinai bendradarbiaudami daugiau nei 3500 astronomų, naudodami 100 instrumentų daugiau nei 70 teleskopų visame pasaulyje ir kosmose, dirbo su fizikais iš LIGO ir Mergelės bendradarbiavimo.
Mokslininkai tai vadina „daugialypės terpės astronomija“.
„Kartu visi šie pastebėjimai yra didesni už jų dalių sumą“, - šiandien trumpai pranešė LIGO atstovė spaudai Laura Cadonati. „Dabar mes mokomės apie visatos fiziką, apie elementus, iš kurių mes esame pagaminti, tokiu būdu, kokio dar niekas anksčiau nedarė“.
„Tai suteiks mums įžvalgos apie tai, kaip veikia supernovų sprogimai, kaip kuriami auksai ir kiti sunkieji elementai, kaip veikia mūsų kūno branduoliai ir net kaip greitai visata plečiasi“, - sakė Manuela Campanelli iš Ročesterio technologijos instituto. „Multimessenerio astronomija parodo, kaip galime suderinti senąjį kelią su naujuoju. Tai pakeitė astronomijos atlikimo būdą. “
Neutronų žvaigždės yra susmulkintos masyvių žvaigždžių liekanos, kurios seniai sprogo kaip supernovos. Dvi žvaigždės, esančios netoli viena kitos galaktikoje, pavadinimu NGC 4993, buvo nuo 8 iki 20 kartų didesnės už mūsų saulės masę. Tada su jų supernovomis kiekvienas sutirštėjo iki maždaug 10 mylių skersmens, miesto dydžio. Tai žvaigždės, sudarytos tik iš neutronų ir esančių tarp normalių žvaigždžių ir juodųjų skylių dydžio ir tankio - vos šaukštelis neutronų žvaigždės medžiagos svertų 1 milijardą tonų.
Jie sukosi aplink vienas kitą kosminiu šokiu, kol jų tarpusavio sunkumas privertė juos susidurti. Dėl šio susidūrimo atsirado astronominės reikšmės ugnies kamuolys, o to įvykio padariniai į Žemę atkeliavo po 130 milijonų metų.
„Nors šis įvykis vyko prieš 130 milijonų metų, mes apie tai Žemėje sužinojome tik 2017 m. Rugpjūčio 17 d., Prieš pat Saulės užtemimą“, - sakė Andy Howell iš Las Cumbreso observatorijos, šiandien kalbėdamas spaudos pranešime. „Mes visą laiką tai slėpėme ir ruošiamės sumušti!“
8:41 val. EDT, LIGO ir Mergelė pajuto ankstyvą erdvėlaikio bangų drebėjimą, gravitacines bangas. Vos po dviejų sekundžių NASA kosminis teleskopas „Fermi“ aptiko ryškų gama spindulių blyksnį. Tai leido tyrėjams greitai nustatyti kryptį, kuria bangos sklinda.
Įspėjant astronomų telegramą, tūkstančiai astronomų visame pasaulyje sukūrė stebėjimus ir pradėjo rinkti papildomus duomenis apie neutroninių žvaigždžių susijungimą.
Ši animacija parodo, kaip LIGO, Mergelė ir kosminiai bei antžeminiai teleskopai priartino gravitacinių bangų vietą, kurią 2017 m. Rugpjūčio 17 d. Nustatė LIGO ir Mergelė. Derindami „Fermi“ ir „Integral“ kosminių misijų duomenis su LIGO ir „Virgo“ duomenimis, mokslininkai sugebėjo apriboti bangų šaltinį 30 kvadratinių laipsnių dangaus pataisa. Matomos šviesos teleskopai ieškojo daugybės galaktikų tame regione, galiausiai atskleidė, kad NGC 4993 yra gravitacinių bangų šaltinis. (Šis įvykis vėliau buvo pavadintas GW170817.)
„Šis įvykis tiksliausiai nustatė danguje dangas tarp visų iki šiol aptiktų gravitacinių bangų“, - pranešime teigė „Mergelės“ atstovas spaudai Jo van den Brand. „Dėl šio rekordinio tikslumo astronomai galėjo atlikti stebėjimus, kurie paskatino daugybę kvapą gniaužiančių rezultatų“.
Tai pateikia pirmuosius tikrus įrodymus, kad šviesos ir gravitacijos bangos juda tuo pačiu greičiu - beveik šviesos greičiu, kaip ir numatė Einšteinas.
Dalyvavo observatorijos nuo labai mažų iki labiausiai žinomų, greitai atliekančios stebėjimus. Nors iš pradžių šviesus, renginys išblėso mažiau nei per 6 dienas. Howellas teigė, kad per pirmąsias kelias valandas stebėta šviesa buvo 2 milijonus kartų ryškesnė nei Saulė, tačiau po to ji išblėso per kelias dienas.
„Dark Energy Camera“ (DECam), įmontuotas ant „Blanco“ 4 metrų teleskopo Cerro Tololo Amerikos Amerikos observatorijoje Čilės Anduose, buvo vienas iš instrumentų, padėjusių nustatyti įvykio šaltinį.
„Iššūkis, su kuriuo susiduriame kiekvieną kartą, kai LIGO bendradarbiavimas išleidžia naują stebėjimo trigerį, yra tai, kaip mes ieškome šaltinio, kuris greitai nyksta, kurio pradžia galbūt buvo silpna ir yra kažkur ten“, - sakė Marcelle Soares-Santos. , iš Brandeio universiteto, instruktaže. Ji yra pirmoji autorė, apibūdinanti optinį signalą, susietą su gravitacinėmis bangomis. „Tai yra klasikinis iššūkis surasti adatą šieno kupetoje ir dar sudėtingesnė: adata yra toli ir šieno kaklas juda“.
Naudodami „DECam“, jie greitai sugebėjo nustatyti šaltinį, kuriame yra šaltinis, ir atmesti 1500 kitų kandidatų, esančių tame šieno kupetoje.
„Tai, kas atrodo kaip šios„ adatos “, yra labai įprasti, todėl turime įsitikinti, kad turime tinkamą. Šiandien esame tikri, kad turime “, - pridūrė Soares-Santos.
Pačiame nedideliame skyriuje nedidelis 16 colių robotas teleskopas, pavadintas PROMPT (panchromatinis roboto optinis stebėjimo ir polarimetrijos teleskopas) - kurį astronomas Davidas Sandas iš Arizonos universiteto apibūdino kaip „iš esmės suplanuotą mėgėjų teleskopą“ - taip pat padėjo nustatyti. Šaltinis. Smėlio teigimu, tai įrodo, kad net maži teleskopai gali atlikti ritinį daugialypės terpės astronomijoje.
Plačiai žinomiems vadovauja Hablo ir keletas kitų NASA ir ESA kosminių observatorijų, tokių kaip „Swift“, „Chandra“ ir „Spitzer“ misijos. Hablo užfiksuoti galaktikos vaizdai matomoje ir infraraudonųjų spindulių šviesoje, stebėdami naują ryškią objektą „NGC 4993“, kuris buvo ryškesnis nei nova, bet silpnesnis nei supernova. Vaizdai parodė, kad per šešias Hablo stebėjimo dienas objektas pastebimai išbluko. Pasinaudodamos Hablo spektroskopinėmis galimybėmis, komandos taip pat rado požymių, kad kilonova išstumia medžiagą net penktadaliu šviesos greičio.
„Tai astrofizikos žaidimų keitiklis“, - sakė Howell. „Šimtas metų po to, kai Einšteinas teorizavo gravitacines bangas, mes jas pamatėme ir atsekėme iki ištakų, kad rastume sprogimą su nauja fizika, apie kurią tik svajojome anksčiau“.
Čia yra tik keletas įžvalgų, sukurtų naudojant šį vieną įvykį, naudojant daugialypės terpės astronomiją:
* Gama spinduliai: Šie šviesos blyksniai dabar yra galutinai siejami su besijungiančiomis neutroninėmis žvaigždėmis ir padės mokslininkams išsiaiškinti, kaip veikia supernovų sprogimai, aiškino Richardas O'Shaughnessy, taip pat iš Ročesterio technologijos instituto ir LIGO komandos narys. „Pradiniai gama spindulių matavimai kartu su gravitacinių bangų aptikimu dar labiau patvirtina Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją, kuri numato, kad gravitacinės bangos turėtų judėti šviesos greičiu“, - sakė jis.
* Aukso ir platinos šaltinis: „Šie stebėjimai rodo tiesioginius sunkiausių periodinės lentelės elementų pirštų atspaudus“, - trumpai kalbėjo Edo Bergeris iš Harvardo Smithsoniano astrofizikos centro. Dviejų neutroninių žvaigždžių susidūrimas sukėlė 10 kartų didesnę Žemės masę vien tik aukse ir platinoje. Pagalvokite, kaip šios medžiagos sklinda iš šio įvykio, jos galiausiai susilieja su kitais elementais, sudarydamos žvaigždes, planetas, gyvybę ... ir papuošalus “.
Bergeris pridėjo dar ką nors pagalvoti: originalūs šių žvaigždžių supernovų sprogimai sukėlė visus sunkiuosius elementus iki geležies ir nikelio. Tada šioje vienoje sistemoje kilonovoje galime pamatyti visą istoriją, kaip atsirado sunkiųjų elementų periodocialinė lentelė.
Howellas teigė, kad padaliję sunkiųjų elementų parašus į spektrą, sukuriate vaivorykštę. „Taigi vaivorykštės gale tikrai buvo aukso puodas, bent jau kilonovos vaivorykštė“, - juokavo jis.
* Branduolinės fizikos astronomija: „Galų gale, daugiau pastebėjimų, tokių kaip šis atradimas, mums pasakys, kaip veikia mūsų kūno branduoliai“, - teigė O’Shaughnessy. „Gravitacijos poveikis neutronų žvaigždėms parodys mums, kaip elgiasi dideli neutronų rutuliai, ir, pasak to, maži neutronų ir protonų rutuliai - tai daiktai kūno viduje, kurie sudaro didžiąją dalį mūsų masės“. ir
* Kosmologija: - „Dabar mokslininkai gali savarankiškai išmatuoti, kaip greitai visata plečiasi, palygindami atstumą iki galaktikos, kurioje yra ryškus šviesos pliūpsnis, ir atstumą, padarytą iš mūsų gravitacinių bangų stebėjimo“, - teigė O’Shaughnessy.
„Galimybė ištirti tą patį įvykį tiek gravitacinėmis bangomis, tiek šviesa yra tikra astronomijos revoliucija“, - sakė CfA astronomas Tony Piro. „Dabar mes galime tyrinėti Visatą su visiškai skirtingais zondais, kurie moko dalykų, kurių niekada negalėtume žinoti tik su vienu ar kitu atveju“.
„Man tai, kas padarė šį įvykį tokiu nuostabiu, yra tai, kad ne tik mes aptikome gravitacines bangas, bet ir matėme šviesą visame elektromagnetiniame spektre, kurią matė 70 observatorijų visame pasaulyje“, - šiandienos spaudoje sakė LIGO mokslinis atstovas Davidas Reitzas. instruktažas. „Tai yra pirmas kartas, kai kosmosas mums pateikia filmų su garsu atitikmenis. Vaizdo įrašas yra stebimoji astronomija įvairiais bangų ilgiais, o garsas yra gravitacinės bangos. “
Šaltiniai: Las Cumbreso observatorija, Hablo kosminis teleskopas, Ročesterio technologijos institutas, Kilonova.org, CfA,, spaudos pranešimas.
„Podcast“ (garso įrašas): atsisiųsti (trukmė: 9:12 - 8,4 MB)
Prenumeruokite: „Apple“ transliacijos | „Android“ | RSS
„Podcast“ (vaizdo įrašas): atsisiųsti (trukmė: 9:12 - 74,5 MB)
Prenumeruokite: „Apple“ transliacijos | „Android“ | RSS
