Вперше зафіксовано гравітаційні хвилі від злиття нейтронних зірок

Дослідникам вдалося зареєструвати злиття двох нейтронних зірок. Подію зафіксували детектори гравітаційних хвиль і підтвердили близько 70 обсерваторій.

17 серпня 2017 року гравітаційно-хвильові обсерваторії LIGO (детектори розташовані в США) і Virgo (Італія) зафіксували сигнал від злиття нейтронних зірок. Сигнал назвали GW170817. Про відкриття оголосили фахівці Європейської південної обсерваторії.

Зареєструвати сигнал вдалося за допомогою двох гравітаційно-хвильових обсерваторій на різних континентах. Перший сигнал прийняв один з американських детекторів. На основі невеликої тимчасової різниці між реакцією декількох детекторів вчені змогли встановити напрямок, де відбулася подія. Комбінуючи дані близько 70 обсерваторій різних типів по всьому світу, астрофізики знайшли, де злилися дві нейтронні зірки. Це сталося на периферії галактики NGC 4993 в сузір’ї Гідра. Галактику відокремлюють від нас 40 Мпк (близько 130 млн світлових років). Це порівняно невелика відстань.

Джерелом хвилі стали два об’єкти масою 1,1 і 1,6 сонячних мас відповідно. Ці об’єкти набагато «легші», ніж джерела перших виявлених гравітаційних хвиль – чорні діри, рівні 36 і 29 мас Сонця. Вловити сигнал дозволила близькість двох зірок до Землі. Нейтронні зірки по масі можна порівняти з Сонцем, але набагато щільніші: їх радіус може становити 10-20 км.

Новий сигнал виявився дуже довгим у порівнянні зі «звуком» злиття двох чорних дір, що тривав частки секунди: він був помітний протягом близько 100 секунд.

Відгук віддаленої космічної події вдалося «зловити» кількома шляхами. Крім гравітаційної хвилі, наукові прилади по всьому світу виявили в тій же області неба гамма-сплеск і відгук у інфрачервоному, ультрафіолетовому та рентгенівському діапазонах. Така комбінація дозволила відновити сценарій космічної події. Вчені вважають, що нейтронні зірки поступово зближувалися – частина енергії при цьому йшла в гравітаційні хвилі. При злитті об’єктів виник потужний гамма-сплеск, який через секунди вловили кілька обсерваторій, включаючи космічний телескоп Fermi.

Також відкриття дозволило отримати підтвердження явища «килонової» – потужний спалах при злитті двох масивних об’єктів. Передбачається, що «килонова» в тисячу і більше разів могутніше спалаху при зародженні нової зірки. Крім того, за даними декількох наземних і космічних телескопів вдалося встановити, що при злитті нейтронних зірок формуються деякі важкі елементи: цезій, золото, платина.

У роботі, що передує відкриттю, брали участь кілька тисяч астрофізиків з усього світу, включаючи російських вчених. Результати дослідження будуть опубліковані в журналі The Astrophysical Journal Letters .