Космическое нечто. Последствия столкновения нейтронных звезд оказались еще более невероятными, чем предполагали ученые
Научпоп13 октября 2022, 20:03
Столкновение, получившее кодовое название GW170817, стало первым и пока что единственным случаем в истории астрономии, когда ученым удалось одновременно зафиксировать вспышку света и гравитационные волны, исходящие от двух звезд. К тому же, до этого события астрономы не могли точно определить источник гравитационных волн, которые фиксируют наши наземные детекторы, а уж тем более наблюдать за подобным событием напрямую.
Ученым удалось увидеть вспышку от столкновения двух нейтронных звезд несмотря на то, что они находились в 138 млн световых годах от Солнечной системы — настолько мощным было это событие. По некоторым данным, вспышка была в тысячу раз ярче, чем обычная вспышка сверхновой. Это неудивительно, учитывая невероятную плотность нейтронных звезд — одна чайная ложка ее поверхностного материала весит около 4 млрд тонн.
Так, нейтронные звезды массой в 1,1 и 1,6 солнечных масс, вращались вокруг друг друга по 300-километровой спирали, искривляя пространство-время вокруг себя постепенно набирая скорость и посылая во Вселенную гравитационные волны.
Большое яркое пятно в центре — это галактика NGC 4993. Чуть левее и выше от нее можно увидеть событие GW170817
Подпишитесь на NV Премиум и читайте без ограничений
Нам необходима ваша поддержка, чтобы заниматься качественной журналистикой
Существование гравитационных волн было предсказано более 100 лет назад Альбертом Эйнштейном, однако впервые зафиксировать их удалось лишь в 2015 году. Это рябь в ткани пространства-времени, спровоцированная самыми мощными космологическими событиями — по ним исследователи могут определять, какие именно объекты участвовали в «аварии», их массу, а также расстояние от Земли. GW170817 было лишь пятым событием, гравитационные волны которого уловили ученые.
Однако это было лишь начало.
Дальнейшие исследования этого столкновения помогают ученым не только раскрывать некоторые тайны космоса, но и выдвигать новые интересные гипотезы о нашей Вселенной.
Например, выяснилось, что гамма-всплески действительно возникают в результате столкновения нейтронных звезд. Однако если обычно гамма-всплеск пропадает через несколько дней после события, которое его породило, то GW170817 представил нам необъяснимую аномалию: излучение не просто не пропадало, а начало усиливаться со временем.
Аномалия подтвердилась изучением радиоизлучения области столкновения. По какой-то причине место космической аварии продолжало быть активным спустя несколько месяцев после события.
Астрофизики из Университета Макгилла предположили, что на месте столкновения образовывается новый объект — например, небольшая черная дыра. Продолжавшееся излучение могло быть результатом того, что поток материи, образовавшийся в результате столкновения нейтронных звезд, может нагревать материал, окружающий рождающуюся черную дыру — а это достаточно нескоростной процесс.
Удивительно, но это свечение так и не исчезло — ученые до сих пор пытаются разгадать эту загадку. Несмотря на то, что его яркость значительно упала, в этой области космоса сохраняется стабильное свечение.
«Мы впервые видим нечто подобное. Это дает нам возможность изучать новые физические процессы, которые ранее никогда не наблюдались», — говорит астроном Апраджита Хаджела из Северо-Западного университета, возглавившего исследование, в результате которого ученые выдвинули альтернативное объяснение постоянному свечению. Они считают, что его «поддерживает» постоянный выброс от мощного столкновения, который нагревает окружающий газ и вызывает рентгеновское излучение.
Недавнее исследование этого события показало еще один феномен: после столкновения нейтронных звезд в космос вылетела материя, скорость которой, как поначалу показалось ученым, превышала скорость света в семь раз.
С точки зрения всего, что мы знаем о физике это невозможно. Достижение скорости света фактически невозможно, поскольку для этого необходимы условия, которых в нашей Вселенной не существует. Дальнейший анализ полученных данных показал ошибочность первоначального наблюдения.
Событие GW170817 было настолько ожидаемым, что за ним следили десятки наземных и космических телескопов. Среди них был Хаббл, который собирал информацию о космической аварии спустя два дня после столкновения звезд. Однако ученым потребовалось несколько лет, чтобы проанализировать полученную информацию и собрать ее воедино.
Исследовательская команда под руководством астронома Кунала Мули из Калифорнийского технологического института выяснила, что релятивистская струя, образовавшаяся в результате столкновения была действительно чрезвычайно быстрой, однако не превышала скоорость света.
«Наши результаты показывают, что в момент зарождения струя двигалась со скоростью не менее 99,97% скорости света», — говорит астроном Венбин Лу из Калифорнийского университета в Беркли.
Теперь исследователи надеются зафиксировать еще одно подобное столкновение двух нейтронных звезд, чтобы изучить егоо при помощи более современного телескопа имени Джеймса Уэбба. Они уверены, что данные, которые они получат с его помощью, помогут нам лучше понимать природу подобных мощных явлений, а также следить за их последствиями.