Невероятные вопросы после слияния нейтронных звезд
17 августа Земли достигли как световые, так и гравитационно-волновые сигналы слияния нейтронных звезд. Впервые в истории пара сигналов была зарегистрирована людьми. Фаза спирального кружения наблюдалась детекторами LIGO и Virgo в течение 30 секунд — в 100 раз дольше, чем предыдущие гравитационно-волновые сигналы. Также этот сигнал стал самым ближайшим из всех, что мы видели, всего в 130 миллионах световых лет от нас. В то время как обсерватории извлекали из сигналов огромное количество информации, возникла новая задача: привести все это к теоретической осмысленности.
Условно говоря, мы услышали звон, но не знаем, где он. Итан Зигель сел с Крисом Фрайром из Национальной лаборатории Лос-Аламоса, специалистом по сверхновым, нейтронным звездам и гамма-лучевым всплескам, который работает над теоретической стороной этих объектов и событий. Никто не ожидал, что LIGO и Virgo смогут зарегистрировать слияние на таком раннем этапе проекта, всего через два года после первой успешной регистрации и задолго до достижения запланированной чувствительности. Но они не только увидели сигналы, но и смогли точно обозначить их источник, место слияния, что принесло нам кучу сюрпризов.
Вот пять самых больших новых вопросов, которые поднимает открытие.
Как часто протекают слияния нейтронных звезд?
До того как мы наблюдали это событие, у нас было два способа оценки частоты слияний нейтронных дыр: измерения двойных нейтронных звезд в нашей галактике (как от пульсаров) и наши теоретические модели образования звезд, сверхновых и их останков. Все это дает нам оценку — порядка 100 таких слияний происходит ежегодно в пределах кубического гигапарсека космоса.
Наблюдение нового события обеспечило нам первую наблюдаемую оценку частоты сияний, и она в десять раз больше ожидаемого. Мы думали, что нам понадобится LIGO, достигшая предела чувствительность (сейчас она на полпути), чтобы увидеть хоть что-то, а затем еще и три дополнительных детектора для точного определения места. А нам удалось не только рано увидеть его, но и локализовать с первой же попытки. Итак, вопрос: нам просто повезло увидеть это событие или же частота таковых действительно намного выше, чем мы думали? Если выше, в чем тогда ошибочны наши теоретические модели? В следующем году LIGO уйдет на модернизацию, и у теоретиков будет немного времени пораскинуть мозгами.
Что заставляет вещество выбрасываться в процессе слияния в таком количестве?
Наши лучшие теоретические модели предсказывали, что слияния звезд вроде этого будет сопровождаться ярким световым сигналом в ультрафиолетовой и оптической частях спектра в течение дня, а затем будет тускнеть и исчезать. Но вместо этого сияние продержалось два дня, прежде чем начало тускнеть, и у нас, конечно, появились вопросы. Яркое свечение, которое продержалось так долго, свидетельствует о том, что ветра в диске вокруг звезд выбросили 30-40 масс Юпитера в виде вещества. По нашим данным, вещества должно было быть меньше вдвое или даже в восемь раз.
Что же такого необычного в этих выбросах? Чтобы смоделировать такое слияние, нужно включить много разной физики:
гидродинамику
ОТО
магнитные поля
уравнение состояния материи при ядерных плотностях
взаимодействия с нейтрино
…и многое другое. Различные коды моделируют эти компоненты с разными уровнями сложности, и мы не знаем наверняка, какой из компонентов несет ответственность за эти ветры и выбросы. Найти нужный — проблема для теоретиков, и нам приходится мириться с тем, что мы впервые измерили слияние нейтронных звезд… и получили сюрприз.
Произвело ли это слияние сверхмассивную нейтронную звезду?
Чтобы получить достаточно потерянной массы от слияния нейтронных звезд, нужно, чтобы продукт этого слияния сгенерировал достаточно энергии соответствующего типа, чтобы сдуть эту массу с окружающего звезды диска. Основываясь на наблюдаемом гравитационно-волновом сигнале, мы можем сказать, что это слияние создало объект массой 2,74 солнечных, что значительно превышает максимум солнечной массы, который может быть у невращающейся нейтронной звезды. То есть, если ядерная материя ведет себя так, как от нее ожидаем, слияние двух нейтронных звезд должно было привести к появлению черной дыры.
Если бы ядро этого объекта после слияния немедленно сжалось до черной дыры, никакого выброса бы не было. Если бы вместо этого оно стало сверхмассивной нейтронной звездой, то должно было бы вращаться чрезвычайно быстро, поскольку большой угловой момент увеличил бы максимальный предел массы на 10-15%. Проблема в том, что если бы мы получили так быстро вращающуюся сверхмассивную нейтронную звезду, она должна была бы стать магнетаром с чрезвычайно мощным магнитным полем, в квадриллион раз более мощным, чем поля на поверхности Земли. Но магнетары быстро перестают вращаться и должны коллапсировать в черную дыру через 50 миллисекунд; наши же наблюдения за магнитными полями, вязкостью и нагревом, которые выбросили массу, показывают, что объект существовал сотни миллисекунд.
Что-то здесь не так. Либо у нас быстро вращающаяся нейтронная звезда, которая по какой-то причине не является магнетаром, либо у нас будут выбросы на сотни миллисекунд, и наша физика не дает нам ответ. При этом, пусть даже ненадолго, скорее всего, у нас была сверхмассивная нейтронная звезда, а за ней и черная дыра. Если оба варианта верны, мы имеем дело с самой массивной нейтронной звездой и самой маломассивной черной дырой за всю историю наблюдений!
Если эти нейтронные звезды были бы более массивными, было бы слияние невидимым?
Существует предел тому, насколько массивными могут быть нейтронные звезды, и если добавлять и добавлять массы, получится аккурат черная дыра. Этот предел в 2,5 солнечных масс для невращающихся нейтронных звезд означает, что если общая масса слияния будет ниже, вы почти наверняка останетесь с нейтронной звездой после слияния, что приведет к сильным и долгим ультрафиолетовым и оптическим сигналам, которые мы видели в данном случае. С другой стороны, если подняться выше 2,9 солнечных масс, сразу после слияния сформируется черная дыра, вполне вероятно — без ультрафиолетовых и оптических сопровождений.
Так или иначе, наше самое первое слияние нейтронных звезд оказалось именно в середине этого диапазона, когда может появиться сверхмассивная нейтронная звезда, создающая выбросы и оптические и ультрафиолетовые сигналы на протяжении короткого времени. Образуются ли магнетары при менее массивных слияниях? А более массивные — сразу приходят к черным дырам и остаются невидимыми на этих длинах волн? Насколько редкие или распространенные три этих категории слияния: обычные нейтронные звезды, сверхмассивные нейтронные звезды и черные дыры? Через год LIGO и Virgo займутся поисками ответов на эти вопросы, а у теоретиков будет как раз год, чтобы привести свои модели в соответствие с прогнозами.
Что приводит к тому, что гамма-лучевые всплески такие яркие во многих направлениях, а не в конусе?
Этот вопрос весьма сложный. С одной стороны, открытие подтвердило то, что давно подозревали, но никак не могли доказать: что сливающиеся нейтронные звезды действительно производят гамма-лучевые всплески. Но мы всегда считали, что гамма-лучевые всплески испускают гамма-лучи только в узкой конусообразной форме, 10-15 градусов в диаметре. Теперь же мы знаем, из положения слияния и величины гравитационных волн, что гамма-лучевые всплески уходят на 30 градусов от нашей линии визирования, но мы при этом наблюдаем мощный гамма-лучевой сигнал.
Природа гамма-лучевых всплесков должна измениться. Задача теоретиков состоит в том, чтобы объяснить, почему физика этих объектов настолько отличается от предсказанной нашими моделями.
Отдельной строкой: насколько непрозрачны/прозрачны тяжелые элементы?
Когда дело доходит до самых тяжелых элементов в периодической таблице, мы знаем, что они произведены по большей части не сверхновыми, а именно слияниями черных дыр. Но чтобы получить спектры тяжелых элементов с расстояния в 100 миллионов световых лет, нужно понимать их прозрачность. Сюда входит понимание атомных физических переходов электронов на орбиталях атома в астрономической обстановке. Впервые у нас есть среда для проверки того, как астрономия пересекается с атомной физикой, и последующие наблюдения слияний должны позволить нам ответить на вопрос о непрозрачности и прозрачности в том числе.
Вполне возможно, что слияние нейтронных звезд происходит постоянно, а когда LIGO достигнет запланированного уровня чувствительности, мы будем находить десятки слияний в год. Также возможно, что это событие было крайне редким и нам повезет видеть лишь по одному за год даже после обновления установок. Следующие десять лет физики-теоретики потратят на поиск ответов на выше описанные вопросы.
Будущее астрономии лежит перед нами. Гравитационные волны — это новый, совершенно независимый способ исследования неба, и сопоставляя небо с гравитационными волнами с традиционными астрономическими картами, мы готовы ответить на вопросы, которые не осмеливались задать еще неделю назад.
Источник
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - ...
Последние аномальные новости

Безработица и власть машин. Каким будет мир в будущем

В небе Бразилии люди увидели ангела

В небе над США взорвался метеорит

Доказана бесполезность спортзала для сжигания жира на животе

Жители Хайнаня отмечают День явления духов

За бабушкой

За племянником

Заклинателей демонов обвинили в сексуальных домогательствах

Застрявший между мирами Орион Уильямсон

Звезды могут уничтожатся полностью

Земля может быть источником жизни в галактике

Кто отправляет таинственные радиосигналы на Землю

Маленькая сморщенная голова

Мифологическое оружие нашли на Луне

Монстр из глубины напал на подводную лодку

Нашли древнее захоронение яйцеголовых гуннов

Нибиру замечена возле Земли

НЛО зелёного цвета пролетел над Сибирью

Обнаружен неизвестный орган боли

Обнаружено масло, вызывающее аномальный рост груди

Ошибся адресом

Первая зачатая с помощью ЭКО женщина родила ребенка

Плачущий призрак поселился в индийской тюрьме

Пригодные для жизни планеты вращаются вокруг каждой четвертой звезды

Приходящий в красной дымке

Руку призрака засняли в упавшем с обрыва автомобиле

Теория заговора. Президент США хочет депортировать жену

Химтрейлы нужны для кормления контролирующих людей паразитов

Я никуда не пойду

Ядерное оружие богов древних шумеров

Автозапчасти будут делать из яиц и помидор

В прошлом Юпитер поглотил суперземлю

В Ростове открылась выставка, посвящённая инопланетным формам жизни

Вырастили клетки со вживленной в них электроникой

Десятилетний мальчик отжался 4874 раза

Дух Павла появился в петербургском музее

Есть ли жизнь на Титане

Женщина увидела сон о своей смерти и сумела спастись

Житель Пензы заметил красное НЛО на фоне Луны

Жуткие места Ленобласти

Загадочный объект пролетел над пирамидами Египта

Исследователь нашел пирамиду подо льдами Антарктиды

Какими могут быть инопланетяне

Корабль инопланетян вылетел из Солнца

Легенды Костаная

Майкрософт признался в прослушке пользователей

Места силы в России

Модель поймала 62-килограммовую рыбу

НЛО заметили над Южной Кореей

Певица вылечила руками знакомую

Поймали акулу возрастом 512 лет

Призрачный мальчик напугал охранника крематория

Пять семнадцатилетних россиянок родили по пятому ребенку

Разработали технологию выбора пола при искусственном оплодотворении

Сняли жуткую черную рыбу из Ада

Существуют миллионы внеземных цивилизаций

Термоядерная война была в Антарктиде

У неандертальцев нашли необъяснимую болезнь

Хотят создать тропу к зауральскому Стоунхенджу

Чупакабра убила кроликов в Великих Луках

Алансонское НЛО. Правда или мистификация

Алмасты или выжившие неандертальцы

Атлантиду обнаружили во время трансляции с МКС

Биофлуоресценция на экзопланетах поможет найти жизнь

В районе Зоны 51 проводят испытания секретного вооружения

Второй раз в истории обнаружили зарождающуюся экзопланету

Грутсланг - хранительница африканской пещеры

Есть ли привидения в музее истории Йошкар-Олы

Жители Новосибирской области сняли НЛО

Жуткие письма Наблюдателя заставили супругов продать дом

Загадочный петроглиф у перевала Дятлова обеспокоил исследователя

Злобный гном поселился в одном из домов Тринидада

Кладбище НЛО обнаружили в Бермудском треугольнике

Космическая станция инопланетян обнаружена в созвездии Ориона

Монстры Чернобыля. Фауна зоны отчуждения

Назвали цену марсианского города

Необъяснимые случаи во время Второй мировой

НЛО взлетел с кометы Чурюмова-Герасименко

Обнаружили восемь повторяющихся радиосигналов пришельцев

Опухоль на лице 20 лет мешала женщине дышать

Пастор ходил по деревне с отрубленной головой и изгонял демонов

Почему на Марсе нельзя снимать скафандр

Путешественника во времени сняли в Юте

Развеяли некоторые мифы о левшах

Создали плащ-невидимку, скрывающий объекты от волн воды

Соцсеть Facebook тайно записывала и расшифровывала разговоры пользователей

Трубные звуки с неба предвещают Конец света

Череп инопланетянина найден на Марсе

Чупакабра прижилась в Беларуси

Шкатулка ведьмы найдена в Помпеях

Вид бактерий, который мог создать сложную жизнь

Девочка родилась с лицом старушки

Женщина родила двойню хотя это считалось невозможным

Житель Гонконга снял на видео Лох-Несское чудовище

Жуткая перчатка в мусоровозе

Жуть. Манекен на ветрине повернул голову

Загадочные радиосигналы из глубокого космоса

Зек 20 лет носил в животе зубную щетку

Инопланетяне эвакуируются из Антарктиды

Как работает искусственный интеллект

Колодец Тора. Врата в другую реальность

Костлявого Вендиго видели в Ворм Ривер

Куда поехать, чтобы встретиться с НЛО

Найдено невозможное древнейшее поселение людей

Необычное поведение пульсара озадачило исследователей

Подарок, который изменил жизнь

Порча на дом - как определить и защититься

Предсказания астрологов на 2020 год

Призрак Павла I покинул Михайловский замок

Призрака сняли в Ижевске

Разумные инопланетяне не должны быть гуманоидами

Раскрыта двухтысячелетняя тайна Клеопатры

Систему ПВО наделят искусственным интеллектом

Создатель мема про штурм Зоны 51 анонсировал фестиваль

Теория того, что Земля - планета-тюрьма

Три демона Ада

Уфологи высмеяли кандидата в президенты США

Чупакабра устроила охоту на куриц в деревне Бычки

Эрозия не виновата в появлении метана на Марсе

Ядерный чемодан для марсианской базы

А что, если бы люди никогда не летали на Луну

Базы инопланетян в кратере Дионисий

Базы инопланетян находятся в Антарктиде

В камне возрастом 70 млн лет нашли пули

Второе солнце заметили над Украиной

День археолога отпразднуют у Волконского дольмена

Женщина может лишиться головы от одного движения

Загадочный Паскагульский инцидент

Конца света не будет. Эксперт оценил опасность астероида

Маленькие человечки, о которых слагают легенды

Мужчина вырастил чужую дочь из-за путаницы в больнице

Нострадамус предрек гибель половины человечества

Обнаружена причина гибели группы Дятлова

Полёт НЛО над селом Конь-Колодезь

Случай столкновения с йети-подростком

Странные события в домах, построенных на старом кладбище

Студентов вузов начнут отчислять по совету ИИ

Тайна черных дыр

Чупакабру убил поленом сельчанин

Экстрасенс Кашпировский рассказал о бегстве из России

Эвакуация автомобилей в Киеве

Аномальную погоду объяснили влиянием климатического оружия

Вампиры в мифах и поверьях

Горгульи. Правда или вымысел

Женщина, общающаяся с духами мертвых

Загадки Зоны 51

Интересные исследования человеческого мозга

Как правильно общаться с деревьями

Климатическая атака на Россию

Климатическое оружие - бред похожий на правду

Места, где можно провалиться во времени

На жителях Москвы испытали климатическое оружие

На Землю продолжают поступать странные радиосигналы

Отель с привидениями в Джероме

Пожары в Сибири вызвало климатическое оружие

Последний август на планете

Призраки санатория Уэйверли Хиллз

Решена оптическая проблема возрастом в 2000 лет

Теории заговора, которые могут оказаться правдой

Техник сделал дрон, летающий в стиле НЛО

Флотилию НЛО сняли над Техасом

База инопланетян найдена в Антарктиде

В половом органе жителя Нью-Йорка выросли кости

Загадочно исчезнувший Норфолкский полк

Зверь Дартмура

Исследование дольменов начинается в Адыгее

Исчезновение моряков с корабля Святой Павел

Кандидат в президенты пообещал раскрыть информацию об НЛО

Контакты жителей Кавказа со снежными людьми

Межзвездную пыль нашли в снегах Антарктиды

Мир на грани крупного глобального кризиса

Может ли возникнуть жизнь на Юпитере

Можно ли построить город на астероиде

Немецкая рота, пропавшая под Амьеном

Необычное явление в Павловском дворце

Нибиру приближается, а Россию ждут кардинальные перемены

НЛО летают вокруг Зоны 51

Оптическая иллюзия поставила зрителей в тупик

Охотник из Пензы уверен, что видел снежного человека

Пикник на обочине или Аномальные зоны России

Планеты у звезды Тигардена обитаемы

Пожары в Сибири - дело рук США

Политик пообещал раскрыть тайны НЛО

Пропавшая китайская дивизия под Нанкином

Роскосмос запатентовал спутник-самоубийцу

Самые жуткие картины всех времен

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика