Spajanje neutronskog zvijezda je fiksirano! • Sergej Popov • Znanstvena slika dana o "Elementima" • Astrofizika

Spajanje neutronskog zvijezda je fiksirano!

Zahvaljujući zajedničkim naporima sudionika LIGO i VIRGO projekata, kao i stotina promatračkih astronoma koji rade po cijelom svijetu, prvi je put mogao otkriti spajanje neutronskih zvijezda u svim spektralnim rasponima odjednom plus – registrirajte gravitacijske valove ovog događaja. Fotografija snimljena Hubbleovim teleskopom pokazuje galaksiju NGC 4993, u kojoj se to dogodilo. Makula iznad i lijevo od središta galaksije je bljesak spajanja. Na bočnoj traci pokazuje kako je varirao od 22. kolovoza do 28. kolovoza.

Iznos gravitacijskog vala pojavio se 17. kolovoza ove godine, pa je stoga dobio naziv GW170817. Na početku je bio uhvaćen na VIRGO (instalacija je kratko vrijeme bila povezana sa znanstveno-istraživačkom sjednicom LIGO-a), a zatim – u sekundi – na američke detektore. Promatrani val trajao je gotovo dvije minute! Vrijedno je slušati!

Ali najvažnija stvar je da nakon 1,7 sekundi, gama detektori na Fermi i INTEGRAL satelitima registrirani su kratki gama-zračni prasak, pod nazivom GRB 170817A. Kako se brzo ispostavilo – to su povezani događaji.

Gravitacijski detektori ne mogu precizno odrediti vrh vrha na nebu, čak iu ovom slučaju,kada su radila tri detektora, područje nesigurnosti bilo je oko 30 četvornih stupnjeva (više od 100 lunarnih diskova), ali gama detektori mogu mnogo više odrediti koordinate. Stoga je odmah moguće povezati promatrače koji rade u cijelom spektru spektra (osim toga, analizirani su podaci detektora neutrina, ali nisu vidjeli ništa, kako se očekivalo, usput). I to je dovelo do nevjerojatnog otkrića – val i njegovo naknadno vidljivost vidjeli su se u rendgenskoj snimci, iu optičkim, iu ultraljubičastim i infracrvenim opsezima!

S lijeve strane: lokalizaciju signala iz praska GW100817. Svijetlo zeleno pokazuje područje na kojemu bi izvor trebao biti pronađen ako su podaci samo od LIGO detektora. Tamno zeleno – područje takve nesigurnosti dobivene iz kombiniranih podataka LIGO i VIRGO. plava – procjena lokacije izvora kašnjenja pri primanju signala pomoću Fermi i INTEGRAL gama teleskopa. Tamno plava Regija je izvedena iz Fermi podataka. Desno: optičke slike prije spajanja (20 i pol dana, dolje dolje) i nakon spajanja (nakon 11 sati, na vrhu). udaraca pokazuju bljesak iz spajanja.Slika od LIGO Scientific Collaboration i dr., 2017. Višejezično promatranje koncentracije binarnih neutrona u zvijezdi

Budući da je gravitacionni signal vala i eksplozija gama zraka došlo gotovo istodobno, moguće je uz visoku točnost (oko 10−15) kako bi tvrdio da je brzina širenja gravitacijskih valova jednaka brzini svjetlosti (imajte na umu da je kašnjenje najvjerojatnije povezano s razlikom brzina, ali s fizikom generacije eksplozije gama-zraka). Osim toga, moguće je s većom preciznošću nego prije testirati još nekoliko predviđanja Opće teorije relativnosti.

Prisutnost signala gravitacijskog vala omogućuje izravno određivanje udaljenosti od objekata spajanja. A podaci optičkih mjerenja daju identifikaciju galaksije, tj. Omogućuju određivanje crvenog pomaka. Zajedno, ta neovisna mjerenja omogućuju nam da odredimo Hubbleovu konstatu. Do sada, međutim, nisu precizni – 60-80 (km / s) / Mpc. Ta točnost je gora nego u brojnim drugim kozmološkim mjerenjima. Međutim, važno je da se u ovom slučaju Hubbleova konstanta mjeri potpuno drugačijom nezavisnom metodom, štoviše, neovisno o modelu (tj. Nema potrebe postaviti dodatne teorijske pretpostavke da bi se dobio rezultat).Stoga se nadamo da će u budućnosti takvi podaci o promatranju spajanja neutronskih zvijezda pomoću detektora gravitacijskih valova u galaksijama s poznatim crvenim pomakom biti izvor značajnih kozmoloških informacija.

So. Na udaljenosti od 130 milijuna svjetlosnih godina (40 megaparseča) u galaksiji NGC 4993, dvije neutroni zvijezde se stapaju. Kao rezultat toga, došlo je do vala gravitacijskog vala, a velika količina energije je puštena u različite raspone elektromagnetnog spektra.

Pored glavne epidemije, neko vrijeme, astronomi su također promatrali takozvani kilon (ponekad se naziva i makronima, vidi Kilonova). Ovo zračenje povezano je s propadanjem radioaktivnih elemenata sintetiziranih kao rezultat fuzije neutronskih zvijezda. Sinteza je rezultat tzv. R-procesa, slovo "r" ovdje je iz riječi brz (brzo). Nakon spajanja, ekspanzivna tvar prodire kroz tok neutrona i neutrina. To stvara povoljne uvjete za transformaciju jezgri elemenata u teže. Neutroni za hvatanje jezgri, koji se mogu pretvoriti u protone unutar jezgre, zbog čega jezgra skače u jednu ćeliju u periodičnom stolu. Na taj način možete "skakati" ne samo za vodu, već i na uran i trijum.Suvremeni izračuni pokazuju da se glavni dio teških elemenata (s masom većim od 140), na primjer, zlata i platine, sintetizira kao rezultat spajanja neutronskih zvijezda, a ne u procesu eksplozije supernove.

Dakle, veliki skup podataka dobiven je iz jednog događaja, zanimljivog za različita područja fizike i astrofizike:

1. Dokazano je povezivanje kratkih eksplozija gama zračenja s neutron zvijezdama. Novi podaci omogućuju puno bolje razumijevanje fizike kratkih eksplozija gama-zraka.
2. Moguće je izvrsno provesti niz predviđanja GR-a (brzina širenja gravitacijskih valova, Lorentzova invariancija, načelo ekvivalencije).
3. Jedinstveni podaci dobiveni su sintezom elemenata tijekom fuzije neutronskih zvijezda.
4. Moguće je dobiti izravno mjerenje Hubbleove konstante.

Očekujemo da će naknadna zapažanja pomoći u određivanju visoke točnosti masa i radijusa neutronskih zvijezda (što je važno za razumijevanje njihove strukture, koja je relevantna za nuklearnu fiziku), te čekati i događaj u kojem će spajanje dviju neutronskih zvijezda dovesti do promatranog stvaranja crne rupe. Usput rečeno, sigurnoono što se dogodilo kao posljedica ovog događaja je nemoguće (ali najvjerojatnije se pojavila crna rupa).

Zaključno, napominjemo da su astronomi vrlo, vrlo sretni. Prvo, val je vrlo blizu. Drugo, vjerojatnost da će udar gravitacijskog vala biti praćen gama-eksplozijom nije jako velika. Nadajmo se da će astronomi nastaviti i nastaviti!

Izvorni članci s materijalima koji se odnose na otkriće mogu se naći na LIGO web stranici.

Fotografija iz hubblesite.org.

Sergej Popov


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: