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
Меню
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Последние новости
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - ...
Последние аномальные новости

Американцам предложили пожить на кладбище

В древних захоронениях найдены статуэтки загадочных существ

Вред от 5G проверили на рыбах

Девушка спасла с улицы кошку с 24 пальцами

Искусственный интеллект научится управлять самолетами

Каньон огня образовался на Солнце

Комета NEOWIS - спутник Нибиру

Мужчина, который считает себя тигром-оборотнем

Огромное количество НЛО находится в земной атмосфере

Описание будущего России нашли у Нострадамуса

Памятники России для загадывания желаний

Пилот ВМС США убежден, что столкнулся с инопланетянами

Предложили новую классификацию внеземных цивилизаций

Прогноз норвежского Нострадамуса о конце США

Самую маленькую собаку клонировали 49 раз

Самые крутые вулканы Солнечной системы

Сатанисты решили засудить американские власти

Сигарообразный НЛО заметили над Теннеси

Тайну перевала Дятлова раскрыл канал Discovery

Что можно узнать о человеке по цвету глаз

Ад пуст, все бесы находятся в людях

Гравюры на дольменах рассказали о жизни в Израиле

Девочка потеряла кошелек и обрела его через 58 лет

Доступ к слежке за москвичами выставили на продажу

Жители острова Пасхи были индейцами

Жительница Норвегии наловила ведро комаров

Загадочное существо заметили в Неваде

Загадочное существо на австралийском пляже

Зачем нам нужен сон

Иногда мертвые действительно оживают

Маленький НЛО калечил куриц

Мозг людей и обезьян развивался аномально быстро

Нашли новые доводы против существования Планеты Х

Почему люди плачут кровавыми слезами

Почему мы до сих пор не встретили братьев по разуму

Пугающее бесследное исчезновение девочки

Робота-химика представили в Великобритании

С началом пандемии резко увеличилось количество НЛО

Странные сферические объекты нашли в космосе

Элон Маск будет стороить подземные города

В одну из калужских деревень забрёл странный гость

В этот дом не заходили 17 лет

Гигантский геоглиф в Англии был создан раньше

Глюк в Матрице во время прогулки с собакой

Грибы проросли сквозь асфальт в Москве

Девушка рассказала о жизни с аномально длинными ногами

Дежавю - мистика или загадка нашего мозга

Древний двигатель найден на Марсе

Загадочный объект обнаружили в космосе

Загадочный угонщик Дэн Купер

Комета NEOWIS предвещает грандиозную катастрофу

Космические виды Хакасии

Космическое происхождение жизни на Земле

Обнаружили аномальные свойства у магнетара

Почему опасно смотреться в разбитое зеркало

Предложено летать на Марс через Венеру

Предложили создать Всеобщий атлас жизни

Пророчество Алоиза Ирлмайера

Пророчество Белой лошади

Пророчество Святого Нила

Пророчество Хильдегарды

Разработан биоморфный нейропроцессор

Скончались рекордсмены-долгожители среди сиамских близнецов

Старожилы Белоруссии рассказывали про ящериц-крокодилов

Тайна исчезновения смотрителей маяка Эйлин Мор

Тайна странной гелеобразной субстанции на Луне

Третий человек в мире излечился от ВИЧ

Фейерверк из спрайтов над Францией

Хозяин потерял собаку и нашел на другом континенте

Человек-будильник, мальчик-факел и другие дикие профессии

Актриса обратилась с речью о вакцинации и чипировании

Богачи захотели жить в плавучих городах

Во что превратит мир 6G

Дальние космические путешествия. Языковой барьер

Израиль отправил в космос шпионский аппарат

Инопланетный танкер заправился на Солнце

Компания Facebook запатентовала систему отслеживания рук

Корабль для полета человека на Луну прошел испытания

Кто такие гуанчи

Лягушка преодолела 8000 км в банане

Магнитное поле Земли изменяется в десять раз быстрее

НЛО в форме полумесяца над Сиэтлом

НЛО заметили над зданием парламента в Лондоне

НЛО замечен над Огайо

Обнаружили систему экзопланет, влияющих на движение друг друга

Огромная черная сфера покидает Солнце

Огромное строение на астероиде Эрос

Открыта ключевая причина старения

Почему гигантские моллюски так странно светятся

Почему гребни прибрежных волн светятся ночью

Семья вампиров из Диллсборо

Серебристые облака насторожили ученых

Спутники помогут Армии США наводить артиллерию

Существуют ли расы в биологическом смысле

Тайна алтарных камней Стоунхенджа

Таинственные места, где массово исчезали люди

Уфолизм - российский творческий стиль

Феномен мертвой воды

Чупакабра загрызла всех куриц в Миассе

Экзопланеты могут быть покрыты сверхкритической жидкостью

Аномальные грозы в Индии за 10 дней убили больше людей, чем за год

Аномальные явления в СССР

Бизнесмен купил город-призрак и поверил в мистику

Борджиа - династия чудовищ

Всплыло видео с погибшими на перевале Дятлова туристами

Высота 611 манит любителей тайн

Грант на развитие исследований ИИ получил ЯрГУ

Дельфина-альбиноса встретили в Черном море

Дом с привидением ни кто не хочет брать

Женщину ударила молния внутри дома

Загадочная Хакасия. Петроглифы и местный Стоунхендж

Зловещие фигуры на фото

Изображены ли пришельцы на православных иконах

Кориканча - храм Солнца в Перу

Летающих гуманоидов заметили в небе над Флоридой

Мужчина заметили НЛО в Сызрани

Над всей территорией США наблюдали множество НЛО

Найдены следы древней цивилизации на дне океана

Нашли пауков, которые строят входные двери в норы

Невидимый сосед по палате бил пациента

НЛО снова появились в Челябинской области

Обнаружили новый физический парадокс

Огромная птица унесла акулу

Один и тот же НЛО наблюдали в США и Индонезии

Саванты - гениальные безумцы

Семья купила квартиру, но в ней уже кто-то жил

Собаки, коты и змеи видят привидения

Сталина заподозрили в атаках инопланетян на США

Тайна Бермудского треугольника раскрыта

Технологию инопланетян испытали в Австрии

Томас Эдисон изобрел приборы для связи с умершими

Что станет сигналом скорого переворота Земли

Девушка обнаружила в своем доме картошку-мутанта

Драконы есть во всех мифологиях мира

Животные могут предсказывать землетрясения

Жуткие угри

Загадка сверхтвердого материала

Искусственные языки. Клингонский, синдарин, новояз

Как дышит цыпленок внутри яйца

Как жизнь на Земле поможет найти жизнь на Марсе

Коронавирус схож с вирусом, который нашли в китайской пещере

Мальчик уже два года боится невидимого черного медведя

Мужчина увидел огромную змею

НАСА открыло параллельную Вселенную

Пожарный столкнулся с агрессивным бигфутом

Попобава - бич Танзании

Сдвиг континентов начался

Скоро в продажу поступят высокотехнологичные секс-куклы

Таинственный обитатель ионосферы земли

Человек - неотеническая личинка крупной обезьяны

Вымышленные животные, оказавшиеся настоящими

Депутат назвал причины гибели группы Дятлова

Есть ли спутники у экзолун

Жители Земли увидят парад планет

Загадка деревни, где девочки превращаются в мальчиков

Затмение может запустить еще одну революцию

Караундж нуждается в охране и заботе

Комплексы С-500 будут сбивать спутники

Коронавирус стал причиной 4-часовой эрекции

Кот из Британии дожил до 31 года

Необъяснимые встречи новороссийцев с НЛО

НЛО замечен над Гранд Каньоном

Огромная башня найдена в кратере на Луне

Оранжевый диск замечен над Аргентиной

Охотники за привидениями ищут призрак молодой девушки

Охотники за привидениями ищут призрака на месте исторического убийства

Похищение людей пришельцами

Преданный пес погиб сразу после смерти хозяйки

Призрак девочки преследует посетителей замка Монтебелло

Рисунок на поле появился в Польше

Ровер размером с коробку вернет США на Луну

Спутники будут уничтожать космический мусор лазером

Страшное предсказание Ванги

США создадут виртуальную пограничную стену

Температурную аномалию обнаружили в пещере Таврида

Теория формирования Луны может быть неверна

Туристов будут выпускать в открытый космос

Хрономираж замечен в Антарктиде

Что будет с Землей, если человечество вымрет

Что искусственный интеллект видит в зеркале

Британское правительство купит OneWeb для слежки

Где в Подмосковье можно увидеть пришельцев

День НЛО в Запорожье

Дыра, ведущая в центр Земли, появилась в Атлантике

Женщина приехала на пикник и встретила неандертальцев

Как древние греки защищались от зомби

Подписка на новости
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика