|
Изучения столкновений нейтронных звезд и черных дыр
|
|
|
|
Исследователи из Колледжа науки и инженерии Twin Cities Университета Миннесоты совместно с международной командой провели новое исследование, которое улучшит обнаружение гравитационных волн-ряби в пространстве и времени. Цель исследования - разослать предупреждения астрономам и астрофизикам в течение 30 секунд после обнаружения, помогая улучшить понимание нейтронных звезд и черных дыр, а также того, как образуются тяжелые элементы, включая золото и уран. Статья, озаглавленная "Средства оповещения о гравитационных волнах с низкой задержкой и их эффективность во время четвертого цикла наблюдений LIGO-Virgo-KAGRA", была недавно опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Гравитационные волны взаимодействуют с пространством-временем, сжимая его в одном направлении и растягивая в перпендикулярном. Именно поэтому современные детекторы гравитационных волн имеют Г-образную форму и измеряют относительную длину лазера с помощью интерферометрии - метода измерения, который изучает интерференционные картины, создаваемые комбинацией двух источников света.
|
|
|
Обнаружение гравитационных волн требует измерения длины лазера для получения точных результатов: это эквивалентно измерению расстояния до ближайшей звезды, находящейся на расстоянии около четырех световых лет, с точностью до толщины человеческого волоса. Это исследование является частью сотрудничества LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), сети гравитационно-волновых интерферометров по всему миру. В ходе последней кампании по моделированию были использованы данные предыдущих периодов наблюдений и добавлены имитационные сигналы гравитационных волн, чтобы продемонстрировать эффективность обновления программного обеспечения и оборудования. Программное обеспечение может определять форму сигналов, отслеживать их поведение и оценивать, какие массы, например, нейтронных звезд или черных дыр, участвуют в этом событии. Нейтронные звезды - это самые маленькие и плотные из известных звезд, которые образуются при взрыве массивных звезд в виде сверхновых. Как только это программное обеспечение обнаруживает сигнал гравитационной волны, оно рассылает оповещения подписчикам, в число которых обычно входят астрономы или астрофизики, чтобы сообщить, где в небе находился сигнал.
|
|
|
|
Благодаря усовершенствованиям в этот период наблюдений ученые могут отправлять оповещения быстрее, менее чем за 30 секунд, после обнаружения гравитационной волны. "С помощью этого программного обеспечения мы можем обнаружить гравитационную волну от столкновений нейтронных звезд, которая обычно слишком слаба, чтобы ее можно было увидеть, если мы точно не знаем, где искать", - сказал Эндрю Тойвонен, аспирант Школы физики и астрономии Twin Cities Университета Миннесоты. "Обнаружение гравитационных волн в первую очередь поможет локализовать столкновение и поможет астрономам и астрофизикам завершить дальнейшие исследования". Астрономы и астрофизики могли бы использовать эту информацию, чтобы понять, как ведут себя нейтронные звезды, изучить ядерные реакции между сталкивающимися нейтронными звездами и черными дырами и как образуются тяжелые элементы, включая золото и уран. Это четвертый цикл наблюдений с использованием лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), и он продлится до февраля 2025 года. В промежутке между последними тремя периодами наблюдений ученые усовершенствовали методы обнаружения сигналов. После завершения этого цикла наблюдений исследователи продолжат изучать данные и вносить дальнейшие улучшения с целью еще более быстрой отправки предупреждений.
|
|
|
|
Источник
|
