Astronomija

Kaip Fermi sugebėjo pamatyti neutronų žvaigždžių susijungimą?

Kaip Fermi sugebėjo pamatyti neutronų žvaigždžių susijungimą?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kai LIGO / Mergelė pastebėjo GW170817 neutroninių žvaigždžių susijungimą, Fermi gama spindulių teleskopas stebėjo įvykį 2s po susijungimo. Iš kur sužinojo, kur ir kada ieškoti? Norint pasukti palydovą, reikia šiek tiek laiko, ir manau, kad duomenų iš LIGO / Mergelės įvertinimas taip pat nėra momentinis. Ar tai yra? Ar jis automatiškai siunčia įtartinus signalus „Fermi“ operacijų centrui, kad nukreiptų jį į reikiamą vietą?


„Fermi“ instrumentai turi labai platų matymo lauką; gama spindulių pliūpsnio detektorius žemu kampiniu tikslumu padengia visą dangų, kurio žemė neslepia, o didelio ploto teleskopas lanko minutės tikslumu padengia maždaug 1/5 viso dangaus. Nežinau, ar LAT atsitiko nukreipta teisinga kryptimi (manau, kad ~ 20% tikimybė?), Bet sprogimo detektorius bent jau galėtų nustatyti gama spindulių signalo laiką nuo susidūrimo beveik iš bet kurios vietos dangus.


Pirmieji neutroninių žvaigždžių susiliejimo stebėjimai žymi naują astronomijos erą

Prieš du mėnesius Pažangi lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija (LIGO) pranešė viso pasaulio astronomams apie galimą gravitacinių bangų aptikimą susijungus dviem neutroninėms žvaigždėms. Nuo tos akimirkos, rugpjūčio 17 d., Varžybos buvo surastos matomam atitikmeniui, nes skirtingai nei susidūrusios juodosios skylės, atsakingos už keturis ankstesnius LIGO gravitacinių bangų aptikimus, buvo tikimasi, kad šis įvykis sukels ryškų matomos šviesos ir kitų rūšių radiacijos sprogimą .

Maža komanda, vadovaujama UC Santa Cruz astronomijos ir astrofizikos docento Ryano Foley, pirmoji rado gravitacinių bangų šaltinį, esantį už 130 milijonų šviesmečių galaktikoje, vadinamoje NGC 4993. Foley komanda užfiksavo pirmieji įvykio vaizdai su 1 metro „Swope“ teleskopu Carnegie instituto Las Campanas observatorijoje Čilėje.

„Tai didžiulis atradimas“, - sakė Foley. "Mes pagaliau sujungiame šiuos du skirtingus žvilgsnio į Visatą būdus, stebėdami tą patį dalyką šviesos ir gravitacijos bangomis, ir vien dėl to tai yra svarbus įvykis. Tai panašu į galimybę pamatyti ir išgirsti ką nors tuo pačiu metu. "

Teorinis astrofizikas Enrico Ramirezas-Ruizas, UC Santa Cruz astronomijos ir astrofizikos katedros profesorius ir pirmininkas bei Foley komandos narys teigė, kad stebėjimai atvėrė naują langą suprasti neutroninių žvaigždžių susijungimo fiziką. Be kitų dalykų, rezultatai gali išspręsti karštai diskutuotą klausimą apie aukso ir kitų sunkiųjų elementų kilmę visatoje, kurį Ramirezas-Ruizas tyrė daugelį metų.

„Manau, kad tai gali įrodyti mūsų idėją, kad dauguma šių elementų yra pagaminti susijungus neutronų žvaigždėms“, - sakė jis. - Matome, kad sunkieji elementai, tokie kaip auksas ir platina, gaminami realiu laiku “.

Foley komanda išleidžia keturis straipsnius spalio 16 d Mokslas remdamiesi jų pastebėjimais ir analize, taip pat trimis straipsniais „Astrophysical Journal Letters“, jie yra dar kelių „Nature“ ir kitų žurnalų, įskaitant du pagrindinius LIGO bendradarbiavimo vadovus, bendraautoriai. Pagrindiniai mokslo darbai apima vieną, kuriame aptiktas pirmasis optinis atitikmuo gravitacinių bangų šaltiniui, vadovaujamam UCSC absolvento Davido Coulterio, ir kitą, vadovaujamą po doktoranto Charleso Kilpatricko, pateikiant pažangiausią palyginimą. stebėjimai su teoriniais modeliais, patvirtinantys, kad tai buvo neutronų ir žvaigždžių susijungimas. Dar du mokslo straipsnius vedė Foley bendradarbiai Karnegio mokslo institute.

Sutapimas LIGO aptikimas įvyko paskutinę mokslinio seminaro tema „Astrofizika su gravitacinių bangų aptikimu“, kurią Ramirezas-Ruizas organizavo Niels Bohr institute Kopenhagoje ir kur Foley ką tik kalbėjo, paskutinę dieną. „Norėčiau, kad nufilmuotume Ryano kalbą, nes jis buvo toks niūrus dėl mūsų galimybių stebėti neutronų žvaigždžių susijungimą“, - sakė Ramirezas-Ruizas. "Bet tada jis išdėstė savo strategiją, ir būtent ta strategija leido jo komandai ją rasti prieš kitus."

Foley strategijoje buvo numatyta, kad LIGO komandos nurodytame paieškos lauke pirmenybė turėtų būti teikiama galaktikoms, tiems, kurie greičiausiai talpina dvejetaines neutronų žvaigždžių poras, ir pritraukiant kuo daugiau tų galaktikų į kiekvieną regėjimo lauką. Kitos komandos paieškos lauką aprėpė metodiškiau, „pavyzdžiui, pjaudamos veją“, - sakė Foley. Jo komanda šaltinį rado devintame stebėtame lauke, 10 valandų palaukusi, kol saulė nusileis Čilėje.

„Kai tik saulė nusileido, mes pradėjome ieškoti“, - sakė Foley. - Radę jį taip greitai, kaip ir mes, galėjome sukurti tikrai gražų duomenų rinkinį.

Jis pažymėjo, kad šaltinis buvo pakankamai ryškus, kad jį matytų astronomai mėgėjai, ir jis greičiausiai būtų buvęs matomas iš Afrikos praėjus kelioms valandoms iki jo matymo Čilėje. Neutronų žvaigždžių susijungimo skleidžiamus gama spindulius Fermi gama spindulių kosminis teleskopas aptiko beveik tuo pačiu metu kaip ir gravitacines bangas, tačiau Fermi duomenys nepateikė geresnės informacijos apie šaltinio vietą, nei tai padarė LIGO.

Foley komanda nufotografavo pirmąjį optinio šaltinio vaizdą praėjus 11 valandų po LIGO aptikimo ir, patvirtinusi savo atradimą, po valandos apie tai pranešė astronomijos bendruomenei. Dešimtys kitų komandų greitai sekė stebėjimus iš kitų teleskopų. Pirmuosius šaltinio spektrus Foley komanda taip pat gavo naudodama „Magellan“ teleskopus Carnegie Las Campanas observatorijoje.

Gravitacinių bangų šaltinis buvo pavadintas GW170817, o optinis šaltinis - „Swope Supernova Survey 2017a“ (SSS17a). Maždaug po septynių dienų šaltinis išnyko ir jo nebebuvo galima aptikti matomoje šviesoje. Nors tai buvo matoma, astronomai sugebėjo surinkti duomenų apie šį nepaprastą astrofizinį reiškinį lobyną.

„Tai toks gausus duomenų rinkinys, kad mokslo dalykas, gaunamas iš šio vieno dalyko, yra neįtikėtinas“, - sakė Ramirezas-Ruizas.

Neutroninės žvaigždės yra vienos iš egzotiškiausių materijos formų visatoje, susidedančios beveik vien iš neutronų ir tokios tankios, kad neutroninių žvaigždžių medžiagos cukraus kubas svertų apie milijardą tonų. Smurtinis dviejų neutronų žvaigždžių susijungimas išmeta didžiulį kiekį šios daug neutronų turinčios medžiagos, suteikdamas sunkiųjų elementų sintezę procese, vadinamame greitu neutronų gaudymu arba „r procesu“.

Ši skleidžiama spinduliuotė nėra panaši į paprastą supernovą ar sprogstančią žvaigždę. Astrofizikai, tokie kaip Ramirezas-Ruizas, sukūrė skaitinius modelius, norėdami nuspėti, kaip atrodys toks įvykis, vadinamas kilonova, tačiau tai yra pirmas kartas, kai iš tikrųjų taip detaliai stebima. Kilpatrickas teigė, kad duomenys nepaprastai gerai tinka teorinių modelių prognozėms.

„Tai neatrodo nieko, ką mes kada nors matėme“, - sakė jis. "Jis labai greitai tapo labai ryškus, tada pradėjo greitai blėsti, atvėsdamas pasikeitė iš mėlynos į raudoną. Tai visiškai beprecedentis dalykas."

Teorinę viso spektro, nuo radijo bangų iki gama spindulių, duomenų sintezę vedė magistrantė Ariadna Murguia-Berthier, dirbanti kartu su Ramirez-Ruiz, ir paskelbta „Astrophysical Journal Letters“, pateikiant nuoseklią teorinę sistemą, leidžiančią suprasti visą spektrą. stebėjimų diapazonas. Jų analizė rodo, kad, pavyzdžiui, susijungimas sukėlė reliatyvistinį srautą (medžiaga judėjo beveik šviesos greičiu), kuri sukėlė gama spindulių pliūpsnį, o nuo susijungimo sistemos atplėštos ir mažesniu greičiu išmestos materijos sukėlė r procesą ir kilonovos emisija ultravioletinių, optinių ir infraraudonųjų spindulių bangos ilgiuose.

Ramirezas-Ruizas apskaičiavo, kad sujungus vieną neutronų ir žvaigždžių žvaigždę galima sukurti aukso kiekį, lygų Jupiterio masei. Komandos SSS17a atliktų sunkiųjų elementų gamybos skaičiavimai rodo, kad neutronų žvaigždžių susijungimai gali sudaryti maždaug pusę visų elementų, sunkesnių už geležį visatoje.

Aptikimas įvyko likus vienai savaitei iki antrojo LIGO stebėjimo bėgimo, kuris prasidėjo 2016 m. Lapkričio mėn., Pabaigos. Foley buvo Kopenhagoje, pasinaudodamas savo vienos popietės laisvalaikiu aplankydamas Tivoli sodus su savo partneriu, kai gavo tekstą iš Coulterio įspėjimo jį į LIGO aptikimą. Iš pradžių jis manė, kad tai pokštas, tačiau netrukus jis beprotiškai dviračiu pedalavo atgal į Kopenhagos universitetą, kad pradėtų kartu su savo komanda rengti išsamų paieškos planą.

"Tai buvo beprotiška. Vos spėjome tai padaryti, bet mūsų komanda buvo neįtikėtina ir viskas susibūrė", - sakė Foley. - Mums pasisekė, bet sėkmė palaiko pasiruošusius, ir mes buvome pasirengę.

UC Santa Cruzo Foley komandoje yra Ramirezas-Ruizas, Coulteris, Kilpatrickas, Murguia-Berthieras, astronomijos ir astrofizikos profesorius J. Xavieras Prochaska, podoktorantė Yen-Chen Pan ir magistrantai Matthew Siebert, Cesaras Rojas-Bravo ir Enia Xhakaj. Kiti komandos nariai yra Maria Drout, Benas Shappee ir Tony Piro iš Karnegio mokslo instituto observatorijų UC Berkeley astronomas Danielis Kasenas ir Arminas Restas Kosminio teleskopo mokslo institute.

Jų komanda vadinama „vieno metro“, dviejų pusrutulių (1M2H) bendradarbiavimu, nes jie naudoja du vieno metro teleskopus, po vieną kiekviename pusrutulyje: nikelio teleskopą UC Lick observatorijoje ir Carnegie „Swope“ teleskopą Čilėje. UCSC grupę iš dalies remia Nacionalinis mokslo fondas, Gordono ir Betty Moore fondai, Heisingo-Simono fondas ir Kavli fondo stipendijos Foley ir Ramirez-Ruiz iš David ir Lucile Packard fondo ir Foley iš Alfredo P. Sloano. Fondas įsteigė Niels Bohr profesiją Ramirezui-Ruizui iš Danijos nacionalinio tyrimų fondo ir UC Meksikos ir JAV instituto (UC MEXUS).

Atsakomybės apribojimas: AAAS ir „EurekAlert“! neatsako už „EurekAlert“ paskelbtų naujienų tikslumą! prisidedančios institucijos arba naudodamasis bet kokia informacija per „EurekAlert“ sistemą.


Pasmerktos neutroninės žvaigždės sukuria šviesos ir gravitacinių bangų sprogimą

Netrukus po rugpjūčio 17 d. 8:41 EDT NASA „Fermi“ gama spindulių kosminis teleskopas po galingo sprogimo paėmė didelės energijos šviesos impulsą, apie kurį nedelsiant buvo pranešta viso pasaulio astronomams, kai trumpa gama spinduliuotė sprogo. Nacionalinio mokslo fondo & # 8217s lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) mokslininkai aptiko gravitacines bangas, pavadintas GW170817, iš poros triuškinančių žvaigždžių, susietų su gama spindulių sprogimu, skatindami astronomus ieškoti sprogimo pasekmių. Netrukus po to sprogimas buvo aptiktas vykdant tolesnę ESA & # 8217s (Europos kosmoso agentūra & # 8217s) palydovo INTEGRAL analizę.

NASA „Swift“, „Hubble“, „Chandra“ ir „Spitzer“ misijos kartu su dešimtimis antžeminių observatorijų, įskaitant NASA finansuojamą „Pan-STARRS“ tyrimą, vėliau užfiksavo blėstančio sprogimo besiplečiančių šiukšlių švytėjimą.

Neutroninės žvaigždės yra susmulkintos, likusios masyvių žvaigždžių šerdys, kurios jau seniai sprogo kaip supernovos. Susiliejusių žvaigždžių masės greičiausiai buvo 10–60 procentų didesnės nei mūsų Saulės, tačiau jos nebuvo platesnės nei Vašingtonas, D.C. Pora sukosi aplinkui šimtus kartų per sekundę, tuo pačiu dažniu sukeldama gravitacines bangas. Artėjant arčiau ir skriejant aplinkui, žvaigždės galiausiai išsiskyrė ir susiliejo, sukeldamos ir gama spindulių pliūpsnį, ir retai matomą įsiplieskimą, vadinamą „kilonova“.

Neutroninių žvaigždžių susiliejimas sukelia labai įvairią šviesą, nes susidūrę daiktai susidaro karštų šiukšlių verpete. Susijungiančios juodosios skylės - tokių įvykių tipai, kuriuos anksčiau matė LIGO ir jo kolegos Europoje, Mergelė - labai tikėtina, kad sunaudos bet kokias aplinkines medžiagas ilgai, kol jie avarijos metu, todėl mes nesitikime tokio paties pobūdžio šviesos pasirodymo.

Praėjus kelioms valandoms po pirminio Fermi aptikimo, LIGO ir Mergelės detektorius Europos gravitacijos observatorijoje netoli Pizos (Italija) labai patikslino įvykio padėtį danguje, atlikdami papildomą gravitacinių bangų duomenų analizę. Antžeminės observatorijos NGC 4993 greitai rado naują optinį ir infraraudonųjų spindulių šaltinį - kilonovą.

„Fermi“ tai pasirodė tipiškas trumpas gama spindulių pliūpsnis, tačiau jis įvyko mažiau nei dešimtadaliu atstumu nuo bet kurio kito trumpo sprogo su žinomu atstumu, todėl jis buvo tarp silpniausių žinomų. Astronomai vis dar bando išsiaiškinti, kodėl šis sprogimas yra toks keistas ir kaip šis įvykis susijęs su šviesesniais gama spindulių pliūpsniais, matytais daug didesniais atstumais.

NASA „Swift“, „Hubble“ ir „Spitzer“ misijos stebėjo kilonovos evoliuciją, kad geriau suprastų šios lėčiau judančios medžiagos sudėtį, o Chandra ieškojo rentgeno spindulių, susijusių su itin greito purkštuko liekanomis.

Autoriai: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / CI laboratorija

Autoriai: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / CI laboratorija

Autoriai: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / CI laboratorija

Autoriai: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / CI laboratorija

Muzika: „Sprogstantis dangus“ iš „Killer Tracks“

Ši versija yra neapdorota 3840x2160, 60 kadrų per sekundę animacija ir joje yra atsisiuntimo rėmelių.

Autoriai: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras / CI laboratorija

Autorius: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras

Autorius: NASA Goddardo kosminių skrydžių centras

Kreditas: Nacionalinis mokslo fondas / LIGO / Sonomos valstybinis universitetas / A. Simonnet


Signalo radimas

Rugpjūčio 17 d., 8.41 val. ET, prieš pat planuojant LIGO ir Mergelei sustabdyti stebėjimus po kelis mėnesius trukusio bėgimo, abi LIGO observatorijos Vašingtone ir Luizianoje paėmė gravitacinių bangų signalą. Iškart astronomai įtarė, kad tai įvyko iš dviejų neutroninių žvaigždžių susidūrimo, nes banga trikdė LIGO instrumentus daugiau nei pusantros minutės (daug ilgiau nei ankstesni signalai iš juodųjų skylių, kurie truko tik sekundės dalis). Tai buvo ženklas, kad susijungiantys objektai buvo daug mažesni nei juodosios skylės. „Neutroninės žvaigždės yra daug mažesnės nei juodosios skylės, todėl prieš susijungdamos jos daug labiau suartėja“, - sako Laura Cadonati, LIGO bendradarbė ir fizikos profesorė Džordžijos technologijos institute. Riba. "Taigi galite ilgai stebėti bangas ir gauti gražų, ilgą, gražų signalą."

Neutronų žvaigždžių susiliejimo perteikimas smūgio metu. Paveikslėlis: Karnegio mokslo įstaiga

Tuo pačiu metu, kai LIGO gavo signalą, NASA kosminis teleskopas „Fermi“ (orbitoje aplink Žemę) aptiko intensyvų didelės energijos šviesos, vadinamos gama spindulių pliūpsniu, pliūpsnį, sklindantį iš giliosios kosmoso. Astronomai įtarė, kad neutroninės žvaigždės susidurdamos gali sukurti šias didelės energijos spinduliuotės pluoštus, nes sprogimai yra tokie karšti ir galingi. Aptikus sprogimą tuo pačiu metu, kai bangų signalas, astronomai įsitikino, kad mato dvi neutronų žvaigždes.

Tuo tarpu astronomai iš pradžių manė, kad Mergelė praleido signalą, nes jis nebuvo rodomas observatorijos duomenyse. Bet atidžiau pažvelgę ​​mokslininkai suprato Mergelę turėjo pakėlė jį, bangos signalas buvo tiesiog neįtikėtinai silpnas. Paaiškėjo, kad susijungimas įvyko dangaus dalyje, kuri yra šiek tiek Mergelės akligatvis, kuris yra observatorijos buvimo Žemėje šalutinis produktas. "Mergelė tam tikra prasme praleido, nes atsitiko siauroje dangaus vietoje, kur Mergelė negalėjo jos pagauti", - sako Kalogera.

Bet tai, kad Mergelė to iš tikrųjų praleido padėjo astronomai supranta, iš kur sklinda signalas: mokslininkai žinojo tikslią vietą pietiniame danguje, kurios Mergelė nematė. Šios žinios kartu su dviejų LIGO observatorijų duomenimis padėjo bendradarbiavimui tiksliai nustatyti, iš kur sklinda bangos, susiaurindamos signalo namus iki vos 30 kvadratinių laipsnių dangaus lopinėlio. Tai nedidelis naktinio dangaus pavyzdys, kuris yra 40 000 kvadratinių laipsnių.


Nauja astronomijos era: pirmieji neutroninių žvaigždžių susijungimo stebėjimai

Susijungus dviem neutroninėms žvaigždėms, atsirado ryški kilonova, kurią stebėjo UC Santa Cruz astronomai, kaip pavaizduota šio menininko iliustracijoje.

Prieš du mėnesius Pažangi lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija (LIGO) pranešė viso pasaulio astronomams apie galimą gravitacinių bangų aptikimą susijungus dviem neutroninėms žvaigždėms.

Pirmąjį gravitacinių bangų šaltinio optinį vaizdą padarė komanda, kuriai vadovavo UC Santa Cruz astronomas Ryanas Foley. Šis „Swope Supernova Survey 2017a“ (SSS17a, nurodytas rodykle) vaizdas rodo šviesą, skleidžiamą kataklizmiškai susijungus dviem neutroninėms žvaigždėms.
Autoriai: 1M2H komanda / UC Santa Cruz ir Carnegie observatorijos / Ryanas Foley

Nuo to momento, rugpjūčio 17 d., Varžybos buvo surastos matomam atitikmeniui, nes skirtingai nei susidūrusios juodosios skylės, atsakingos už keturis ankstesnius LIGO gravitacinių bangų aptikimus, buvo tikimasi, kad šis įvykis sukels puikų matomos šviesos ir kitų rūšių radiacijos sprogimą. .

Maža komanda, vadovaujama UC Santa Cruz astronomijos ir astrofizikos docento Ryano Foley, pirmoji rado gravitacinių bangų šaltinį, esantį už 130 milijonų šviesmečių galaktikoje, vadinamoje NGC 4993. Foley komanda užfiksavo pirmieji įvykio vaizdai su 1 metro „Swope“ teleskopu Carnegie instituto Las Campanas observatorijoje Čilėje.

„Tai didžiulis atradimas“, - sakė Foley. "Mes pagaliau sujungiame šiuos du skirtingus žvilgsnio į Visatą būdus, stebėdami tą patį dalyką šviesos ir gravitacijos bangomis, ir vien dėl to tai yra svarbus įvykis. Tai panašu į galimybę pamatyti ir išgirsti ką nors tuo pačiu metu. "

Naujas langas

Teorinis astrofizikas Enrico Ramirezas-Ruizas, UC Santa Cruz astronomijos ir astrofizikos katedros profesorius ir pirmininkas bei Foley komandos narys teigė, kad stebėjimai atvėrė naują langą suprasti neutroninių žvaigždžių susijungimo fiziką. Be kitų dalykų, rezultatai gali išspręsti karštai diskutuotą klausimą apie aukso ir kitų sunkiųjų elementų kilmę visatoje, kurį Ramirezas-Ruizas tyrė daugelį metų.

„Manau, kad tai gali įrodyti mūsų idėją, kad dauguma šių elementų yra pagaminti susijungus neutronų žvaigždėms“, - sakė jis. - Matome, kad sunkieji elementai, tokie kaip auksas ir platina, gaminami realiu laiku “.

Foley komanda, remdamasi savo pastebėjimais ir analize, paskelbia keturis straipsnius „Science“, remdamasi jų pastebėjimais ir analize, taip pat tris straipsnius leidinyje „Astrophysical Journal Letters“. Jie yra dar kelių „Nature“ ir kitų žurnalų, įskaitant du pagrindinius LIGO bendradarbiavimo vadovus, bendraautoriai. . Pagrindiniuose mokslo straipsniuose pateikiamas pirmojo gravitacinių bangų šaltinio, kuriam vadovavo UC Santa Cruz absolventas Davidas Coulteris, atradimas ir kitas, vadovaujamas podoktoranto Charleso Kilpatricko, pateikiantis pažangiausią palyginimą. stebėjimų su teoriniais modeliais, patvirtinančiais, kad tai buvo neutronų ir žvaigždžių susijungimas.Dar du mokslo straipsnius vedė Foley bendradarbiai Karnegio mokslo institute.

Sutapimas LIGO aptikimas įvyko paskutinę mokslinio seminaro tema „Astrofizika su gravitacinių bangų aptikimu“, kurią Ramirezas-Ruizas organizavo Niels Bohr institute Kopenhagoje ir kur Foley ką tik kalbėjo, paskutinę dieną. „Norėčiau, kad nufilmuotume Ryano kalbą, nes jis buvo toks niūrus dėl mūsų galimybių stebėti neutronų žvaigždžių susijungimą“, - sakė Ramirezas-Ruizas. "Bet tada jis išdėstė savo strategiją, ir būtent ta strategija leido jo komandai ją rasti prieš kitus."

Strategija

UC „Santa Cruz“ komanda rado SSS17a palygindama naują galaktikos N4993 (dešinėje) vaizdą su keturiais mėnesiais anksčiau Hablo kosminiu teleskopu (kairėje) padarytomis nuotraukomis.
Autoriai: Kairysis, Hablas / „STScI Right“, „1M2H Team“ / UC „Santa Cruz“ ir „Carnegie“ observatorijos / Ryanas Foley

Foley strategijoje buvo numatyta, kad LIGO komandos nurodytame paieškos lauke pirmenybė turėtų būti teikiama galaktikoms, tiems, kurie greičiausiai talpina dvejetaines neutronų žvaigždžių poras, ir pritraukiant kuo daugiau tų galaktikų į kiekvieną regėjimo lauką. Kitos komandos paieškos lauką aprėpė metodiškiau, „pavyzdžiui, pjaudamos veją“, - sakė Foley. Jo komanda šaltinį rado devintame stebėtame lauke, 10 valandų palaukusi, kol saulė nusileis Čilėje.

„Kai tik saulė nusileido, mes pradėjome ieškoti“, - sakė Foley. - Radę jį taip greitai, kaip ir mes, galėjome sukurti tikrai gražų duomenų rinkinį.

Jis pažymėjo, kad šaltinis buvo pakankamai ryškus, kad jį matytų astronomai mėgėjai, ir jis greičiausiai būtų buvęs matomas iš Afrikos praėjus kelioms valandoms iki jo matymo Čilėje. Neutronų žvaigždžių susijungimo skleidžiamus gama spindulius Fermi gama spindulių kosminis teleskopas aptiko beveik tuo pačiu metu kaip ir gravitacines bangas, tačiau Fermi duomenys nepateikė geresnės informacijos apie šaltinio vietą, nei tai padarė LIGO.

Foley komanda nufotografavo pirmąjį optinio šaltinio vaizdą praėjus 11 valandų po LIGO aptikimo ir, patvirtinusi savo atradimą, po valandos apie tai pranešė astronomijos bendruomenei. Dešimtys kitų komandų greitai sekė stebėjimus iš kitų teleskopų. Pirmuosius šaltinio spektrus Foley komanda taip pat gavo naudodama „Magellan“ teleskopus Carnegie Las Campanas observatorijoje.

Išsamus duomenų rinkinys

„1M2H“ bendradarbiavimas atrado SSS17a naudodamasis vieno metro ilgio „Swope“ teleskopu Carnegie instituto Las Campanas observatorijoje Čilėje. (
Kreditas: Karnegio mokslo institucijos observatorijos

Gravitacinių bangų šaltinis buvo pavadintas GW170817, o optinis šaltinis - „Swope Supernova Survey 2017a“ (SSS17a). Maždaug po septynių dienų šaltinis išnyko ir jo nebebuvo galima aptikti matomoje šviesoje. Nors tai buvo matoma, astronomai sugebėjo surinkti duomenų apie šį nepaprastą astrofizinį reiškinį lobyną.

„Tai toks gausus duomenų rinkinys, kad mokslo dalykas, gaunamas iš šio vieno dalyko, yra neįtikėtinas“, - sakė Ramirezas-Ruizas.

Neutroninės žvaigždės yra vienos iš egzotiškiausių materijos formų visatoje, susidedančios beveik vien iš neutronų ir tokios tankios, kad neutroninių žvaigždžių medžiagos cukraus kubas svertų apie milijardą tonų. Smurtinis dviejų neutronų žvaigždžių susijungimas išmeta didžiulį kiekį šios daug neutronų turinčios medžiagos, suteikdamas sunkiųjų elementų sintezę procese, vadinamame greitu neutronų gaudymu arba „r procesu“.

Ši skleidžiama spinduliuotė nėra panaši į paprastą supernovą ar sprogstančią žvaigždę. Astrofizikai, tokie kaip Ramirezas-Ruizas, sukūrė skaitinius modelius, norėdami nuspėti, kaip atrodys toks įvykis, vadinamas kilonova, tačiau tai yra pirmas kartas, kai iš tikrųjų taip detaliai stebima. Kilpatrickas teigė, kad duomenys nepaprastai gerai tinka teorinių modelių prognozėms.

Manoma, kad smurtinis dviejų neutroninių žvaigždžių susijungimas apima tris pagrindinius energijos perdavimo procesus, parodytus šioje diagramoje, kurie sukelia įvairius astronomų matomus spindulius, įskaitant gama spindulių sprogimą ir matomoje šviesoje matomą kilonovos sprogimą. . Kai dvi žvaigždės sukasi viena link kitos ir susijungia, kad susidarytų „hipermasyvi“ neutroninė žvaigždė, nedidelė medžiagos dalis išmetama potvynio uodegoje (diagramoje pažymėta „raudona dedamoji“). Susijungimas sukuria trumpą gama spindulių pliūpsnį, atsirandantį dėl dviejų medžiagų srovių, judančių iš jungties sukimosi ašių artimu šviesos greičiu, greičiausiai įsijungusiai po to, kai liekana sugriūna ant juodosios skylės. Be to, intensyvus neutrinų nutekėjimas iš hipermasyvios neutronų žvaigždės varo medžiagos vėją, judantį maždaug dešimtadaliu šviesos greičio (diagramoje pažymėta „mėlyna dedamoji“). Mėlynos ir raudonos bangos ilgiai, dominuojantys kilonovos šviesoje skirtingais etapais, atsiranda dėl skirtingų elementų išmetamoje medžiagoje, kuri kaitinama radioaktyviais skilimo procesais.
Autoriai: Murguia-Berthier ir kt., Mokslas

„Tai neatrodo nieko, ką mes kada nors matėme“, - sakė jis. "Jis labai greitai tapo labai ryškus, tada pradėjo greitai blėsti, atvėsdamas pasikeitė iš mėlynos į raudoną. Tai visiškai beprecedentis dalykas."

Teorinę viso spektro, nuo radijo bangų iki gama spindulių, duomenų sintezę vedė magistrantė Ariadna Murguia-Berthier, dirbanti kartu su Ramirez-Ruiz, ir paskelbta „Astrophysical Journal Letters“, pateikiant nuoseklią teorinę sistemą, leidžiančią suprasti visą spektrą. stebėjimų diapazonas. Jų analizė rodo, kad, pavyzdžiui, susijungimas sukėlė reliatyvistinį srautą (medžiaga judėjo beveik šviesos greičiu), kuri sukėlė gama spindulių pliūpsnį, o nuo susijungimo sistemos atplėštos ir mažesniu greičiu išmestos materijos sukėlė r procesą ir kilonovos emisija ultravioletinių, optinių ir infraraudonųjų spindulių bangos ilgiuose.

Ramirezas-Ruizas apskaičiavo, kad sujungus vieną neutronų ir žvaigždžių žvaigždę galima sukurti aukso kiekį, lygų Jupiterio masei. Komandos SSS17a atliktų sunkiųjų elementų gamybos skaičiavimai rodo, kad neutronų žvaigždžių susijungimai gali sudaryti maždaug pusę visų elementų, sunkesnių už geležį visatoje.

Ne juokai

Aptikimas įvyko likus vienai savaitei iki antrojo LIGO stebėjimo bėgimo, kuris prasidėjo 2016 m. Lapkričio mėn., Pabaigos. Foley buvo Kopenhagoje, pasinaudodamas savo vienos popietės laisvalaikiu aplankydamas Tivoli sodus su savo partneriu, kai gavo tekstą iš Coulterio įspėjimo jį į LIGO aptikimą. Iš pradžių jis manė, kad tai pokštas, tačiau netrukus jis beprotiškai dviračiu pedalavo atgal į Kopenhagos universitetą, kad pradėtų kartu su savo komanda rengti išsamų paieškos planą.

"Tai buvo beprotiška. Vos spėjome tai padaryti, bet mūsų komanda buvo neįtikėtina ir viskas susibūrė", - sakė Foley. - Mums pasisekė, bet sėkmė palaiko pasiruošusius, ir mes buvome pasirengę.

UC Santa Cruzo Foley komandoje yra Ramirezas-Ruizas, Coulteris, Kilpatrickas, Murguia-Berthieras, astronomijos ir astrofizikos profesorius J. Xavieras Prochaska, mokslų daktaras Yen-Chen Panas ir magistrantai Matthew Siebertas, Cesaras Rojas-Bravo ir Enia Xhakaj . Kiti komandos nariai yra Maria Drout, Benas Shappee ir Tony Piro iš Karnegio mokslo instituto observatorijų UC Berkeley astronomas Danielis Kasenas ir Arminas Restas Kosminio teleskopo mokslo institute.

Jų komanda vadinama „vieno metro“, dviejų pusrutulių (1M2H) bendradarbiavimu, nes jie naudoja du vieno metro teleskopus, po vieną kiekviename pusrutulyje: nikelio teleskopą UC Lick observatorijoje ir Carnegie „Swope“ teleskopą Čilėje. UC Santa Cruz grupę iš dalies remia Nacionalinis mokslo fondas, Gordono ir Betty Moore fondai, Heisingo-Simono fondas ir Kavli fondo stipendijos Foley ir Ramirez-Ruiz iš David ir Lucile Packard fondo ir Foley iš Alfredo P Danijos nacionalinio tyrimų fondo ir UC Meksikos ir JAV instituto (UC MEXUS) „Sloan Foundation“ - Niels Bohr profesorė Ramirez-Ruiz.

Sužinokite daugiau apie UC „Santa Cruz“ astrofiziko Enrico Ramirezo-Ruizo teorijas apie tai, kaip neutronų susijungimai galėtų generuoti auksą.


Apie neutroninių žvaigždžių susijungimą

Aš galvojau grįžti tiesiai į dabartines naujienas Kentauri sapnaiNaujausia pertrauka, tačiau tai niekada nėra visiškai patenkinamas sprendimas, ypač kai svarbiausi įvykiai įvyksta man būnant toli. Nenoriu tiesiog pakartoti to, ką visi jau perskaitė apie gravitacinių bangų įvykį GW170817, tačiau į akis krito keli dalykai, kuriuos galime aptarti šį rytą. Galų gale mes susiduriame su nauju reiškiniu & # 8212 kilonovae & # 8212, kuris buvo numatytas, bet niekada nebuvo pastebėtas. Taip pat niekada anksčiau gravitacinių bangų įvykiai nebuvo susieti su matoma šviesa.

Vaizdas: Atlikėjo įspūdis apie neutroninių žvaigždžių sujungimą. Kreditas: ESO.

Dabar matome gravitacinės bangos ir elektromagnetinės astronomijos derinį, kuris žada būti derlingas naujas tyrimo pagrindas. Penktą kada nors pastebėtą GW įvykį GW170817 šių metų rugpjūčio 17 d. Aptiko Lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorija (LIGO) JAV, dirbdama su Mergelės interferometru Italijoje. Mažiau nei per dvi sekundes Fermi gama spindulių kosminis teleskopas ir ESA INTErnacionalinė gama spindulių astrofizikos laboratorija (INTEGRAL) aptiko gama spindulių sprogimą iš to paties dangaus ploto.

Bendras pastebėtų pastebėjimų pobūdis yra didelis pasiekimas. Tai, ką mums gali suteikti mūsų gravitacinių bangų detektoriai, yra platus dangaus langas, kuriame galima apriboti įvykį, kuriame yra milijonai žvaigždžių ir kuris yra lokalizuotas maždaug 35 kvadratinių laipsnių plote. Šaltinio ieškantys teleskopai buvo ESO matomas ir infraraudonųjų spindulių tyrimų teleskopas astronomijai (VISTA) ir VLT tyrimų teleskopas (VST) Paranalio observatorijoje, Italijos greitojo akių kalno (REM) teleskopas ESO La Silla observatorijoje, LCO 0,4 metro teleskopas. Las Cumbres observatorijoje, o Amerikos DECam Cerro Tololo Amerikos stebėjimo tarnyboje. „Pan-STARRS“ ir „Subaru“ Havajuose greitai prisijungė.

Nenurodysiu jų čia, bet apie 70 observatorijų visame pasaulyje nuėjo dirbti su GW170817, o „Swope“ 1 metro instrumentas Čilėje paskelbė apie naują šviesos tašką netoli lęšinės galaktikos NGC 4993 Hidroje, kurią greitai patikrino VISTA stebėjimai infraraudonaisiais spinduliais. Atstumų skaičiavimai sutapo su NGC 4993 130 milijonų šviesmečių atstumu, todėl turime artimiausią iki šiol aptiktą gravitacinių bangų įvykį ir gana artimą gama spindulių pliūpsnį.

Vaizdas: Maždaug 70 šviesoje esančių observatorijų, aptikusių gravitacinių bangų įvykį, žemėlapis, vadinamas GW170817. Rugpjūčio 17 dieną LIGO ir Mergelės detektoriai pastebėjo gravitacines bangas iš dviejų susidūrusių neutronų žvaigždžių. Šviesos pagrindu pagaminti teleskopai visame pasaulyje stebėjo susidūrimo pasekmes valandomis, dienomis ir savaitėmis po to. Jie padėjo tiksliai nustatyti neutronų žvaigždžių vietą ir nustatė sunkiųjų elementų, tokių kaip auksas, ženklus susidūrimo išmestoje medžiagoje. Kreditas: LIGO-Mergelė.

Tai pirmas kartas, kai susiduriu su terminu „kilonova“, nors jo idėja yra dešimtmečių senumo. Šio įvykio savybės seka teorines prognozes, kurios buvo naudojamos paaiškinant trumpus gama spindulių pliūpsnius - tūkstantį kartų ryškesnius įvykius nei įprasta nova. Vienu metu aptikus gravitacines bangas ir gama spindulius iš šio šaltinio, pateikiami galingi įrodymai. Susijungus dviem neutroninėms žvaigždėms, kurios, manoma, yra įvykio priežastis, kilo sunkiųjų elementų pliūpsnis, judantis į išorę net 0,20. c.

Kiekviena susiliejusios dvejetainės neutrono žvaigždė svėrė nuo 1 iki 2 saulės masių, todėl jų susijungimą buvo sunku nustatyti, nes jos yra daug mažesnės už anksčiau pastebėtus juodųjų skylių įvykius. Taigi Eliotas Quataertas (UC-Berkeley):

„Mes tikėjomės, kad ateinančiais metais LIGO suras neutronų žvaigždžių susijungimą, tačiau pamatyti jį taip arti - astronomams - ir taip ryšku įprastoje šviesoje pranoko visus drąsiausius mūsų lūkesčius. Dar nuostabiau paaiškėja, kad dauguma mūsų prognozių, kaip atrodys neutroninių žvaigždžių susijungimai, kaip rodo įprasti teleskopai, buvo teisingi! “

Taigi mes praplečiame supratimą, kaip kuriami sunkieji elementai - procesas, kuris gali įvykti žvaigždžių šerdyse susiliejus iki geležies. Tai, kaip gaminami elementai už geležies, visada buvo pagrindinis astrofizikos klausimas, tačiau neutroninių žvaigždžių susijungimai siūlo sprendimą. Akivaizdu, kad Quataert, dirbdamas su Brianu Metzgeriu (Kolumbijos universitetas) ir Danieliu Kasenu (UC-Berkeley), 2010 m. Straipsnyje pritaikė terminą „kilonova“ tokiems įvykiams (žr. Šį UC-Berkeley naujienų leidinį). Kasenas neutronų žvaigždžių susijungimo šiukšles vadina „keistais daiktais“ ir # 8212 tauriųjų metalų ir radioaktyviųjų atliekų mišiniu.

Kolumbijos postdoketas Jennifer Barnes, dirbęs su Kasenu Berklyje, padėjo prikalti, kokia turėtų būti kilonova:

„Kai apskaičiavome neutroninių žvaigždžių susijungimo metu susidariusių elementų neskaidrumus, radome daug variantų. Lengvesni elementai buvo optiškai panašūs į elementus, esančius supernovose, tačiau sunkesnieji atomai buvo daugiau nei šimtą kartų neskaidresni, nei esame įpratę matyti per astrofizinius sprogimus “, - sakė Barnesas. "Jei susijungimo šiukšlėse yra sunkių elementų, jų didelis neskaidrumas turėtų suteikti kilonovoms rausvą atspalvį".

Vaizdas: UC Santa Cruz astronomų komanda, vadovaujama buvusio UC Berkeley absolvento Ryano Foley, pirmoji nustatė neutroninių žvaigždžių susijungimo šviesą praėjus 11 valandų po to, kai susidūrimo gravitacinės bangos pasiekė Žemę. Kairysis vaizdas rodo, kad švytėjimo (raudonos rodyklės) nebuvo keturiais mėnesiais anksčiau. Kreditas: UC-SC, „Swopes“ teleskopas ir „Hubble“.

Stebėjimai atitinka skaičiavimus, susijungimo įvykio spalva nuo ankstesnio mėlyno iki rausvo parašo, rodančio sunkesnius vidinio nuolaužų debesies elementus.

Vaizdas: Praėjus trims dienoms po susijungimo ir sprogimo, ryškiai mėlynas švytėjimas iš šviesesnių elementų išoriniuose poliariniuose regionuose pradeda nykti, užleisdamas raudonos spalvos švytėjimą iš sunkesnių elementų aplink esančioje spurgoje ir sferinėje šerdyje. Raudonas spindesys išliko daugiau nei dvi savaites. Autorius: Danas Kasenas.

Visa tai sudarė apie 6 procentus Saulės masės sunkiųjų elementų, vien tik aukso derlius buvo didesnis nei 200 Žemės masių, o platinos derlius - beveik 500 Žemės masių. Atrodo, kad neutronų žvaigždžių susijungimai gali sudaryti visą matomos visatos auksą. Tiek apie idėją, kad tai, ką dabar galime vadinti „paprastomis“ supernovomis, gali paaiškinti sunkiuosius elementus už geležies ribų. Akivaizdu, kad neutronų žvaigždžių susijungimai yra pagrindinis veikėjas. Gravitacinių bangų astronomija jau pasiteisina.

Norintys įsigilinti į GW170817 dokumentus gali pradėti nuo Kaseno ir kt. „Sunkiųjų elementų kilmė dvejetainėse neutronų ir žvaigždžių jungtyse iš gravitacinių bangų įvykio“. Gamta 2017 m. Spalio 16 d. (Santrauka), taip pat Arcavi ir kt., „Kilonovos optinis spinduliavimas po gravitacinių bangų aptikto neutronų ir žvaigždžių susijungimo“. Gamta 2017 m. Spalio 16 d. (Santrauka) ir darbas iš ten. Pirmiau cituotame UC-Berkeley naujienų leidinyje yra nuorodų į įvairius pagrindinius šaltinius.

Šio įrašo komentarai uždaryti.

Oho. Visada, nors supernova ir # 8217 žmonės padarė auksą. Štai kodėl auksas yra toks retas, o ne supernovos. Skaičiau, kad lengvesni atomai labiau sugeria šviesą ultravioletinės, o sunkesnieji - infraraudonųjų spindulių link. šaltinis. Visiškai mažas. Matau, kad idėja veikia nuotoliniu būdu aptinkant elementus elektromagnetizmu. Niekada negirdėjau apie žodį „Kilonova“, skirtą neutronų žvaigždžių susidūrimui.

Norėdami užbaigti LIGO rinkinį, dabar laukiame aptikti juodosios skylės susiliejimą su neutronų žvaigžde ir tiesioginį supernovos ar hipernovos bangų aptikimą. Dar tiksliau patikrinsime GR tikslumą. Abu šie kandidatai turėtų turėti optinius atitikmenis, todėl jie pasirodys.

Aš vis dar negirdėjau jokio paaiškinimo dėl beveik dviejų sekundžių vėlavimo tarp susijungimo (kaip rodo gravitacijos bangos) ir gama spindulių spinduliavimo. Ar kas nors tai supranta?

Manau, kad tai vadinama „Shapiro“ efektu. Magnetiniai laukai neveikia „GW & # 8217“, todėl jie keliauja ABSOLIUTO STRAITO LINIJA, o dėl magnetinių laukų EMW ir # 8217 kamščiai prisukami labai greitai, o tai reiškia, kad bendras atstumas, per kurį „EMW & # 8217“ keliauja, yra labai labai DIDELIS nei atstumas, kurį nuvažiuoja GW & # 8217s.

& # 8220laukia aptikti juodosios skylės susijungimą su neutronų žvaigžde ir tiesioginį supernovos ar hipernovos bangų aptikimą & # 8221

Masės santykis tarp BH ir neutronų žvaigždės greičiausiai bus didelis, todėl gravitacinių bangų emisija būtų silpna, todėl įvykis turėtų būti arti. Supernovoms ir kt. Reikalinga didelė asimetrija, kad atsirastų pastebimos gravitacinės bangos. Žemesnis dažnis yra (kaip aš prisimenu) už LIGO & # 8217s jautrumo ribų. Visa tai būtų malonu pamatyti, bet neužlaikykite kvėpavimo.

Radau ieškomą diagramą. Jis atvaizduoja amplitudę (pagal aptinkamą įtampą) ir dažnį pagal GW prietaisą ir įvykių klasę. Kompiuteryje turėjau seną kopiją, bet turėjau atlikti paiešką, norėdamas sužinoti, iš kur ji yra. Tai suteikia geresnį atsakymą, nei daviau anksčiau.

Paulas Gilsteris: Nesuskaičiuojama daugybė teorijų apie MOND ir tamsiąją energiją, tačiau nustačius laiko skirtumą (

1,7 sek.) Tarp GW ir GRB išliks gyvybingi tik LABAI Keletas. Kadangi šie du dalykai yra tiek aukščiau nei mano galva, būtų labai dėkingas tų sričių EKSPERTO svečio įrašas šioje svetainėje, nebent, žinoma, jūs pats nuspręsite į jį gilintis.

Iš tiesų labai sunki tema, Harry! Nors galiu pasigilinti, aš ne ekspertas, kad parašyčiau temą. Jei galiu rasti ką nors, aš pateiksiu prašymą pagalvoti. Mano mintis šiuo metu yra ta, kad tamsioji energija yra toks besivystantis tyrimas, kad mes negalėsime padaryti tvirtų išvadų nei dabar, nei ilgą laiką, tačiau galbūt GW analizė galiausiai suteiks įžvalgų. Bet kokiu atveju, aš džiaugiuosi galėdama ieškoti žmogaus, kuris tai patikrintų turėdamas reikiamus įgaliojimus.

Tai būtų įdomu išgirsti. Tikiuosi, kad netrukus išgirsime teorijas apie išsamią susijungimo proceso dinamiką, net jei jos pagrįstos tik vienu įvykiu. Dinamika priklausys nuo to, ar susijungus gali atsirasti juodoji skylė, galbūt viena liekamoji neutronų žvaigždė, turinti daug sprogstančios įprastos medžiagos, ar sunaikintos abi neutroninės žvaigždės. EM atsiras tik iš įprastos materijos, o ne iš BH.

Kadangi stabilios neutroninės žvaigždės masės diapazonas yra toks siauras, o ribinė susijungimo masė, kad gautųsi BH, yra taip menkai suprantama, mes esame atradę keletą naujų ir tikrai įdomių dalykų. Eik LIGO!

Kas būtų, jei dvi tokios žvaigždės susidurtų netoliese ir # 8211, bet už gyvenimo pabaigos raudonojo milžino?

Ar tai gali veikti kaip gaudytojas ir # 8211apsaugoti Žemę nuo radiacijos ir suteikti gražų turtingą metalų ir dujų lauką?

Ne mano laukas yra konforminė gravitacija į vidų ar iš jos?

„Wikipedia“ ieškojau & # 8220formali gravitacija & # 8221 ir po penkto sakinio buvau visiškai pamesta.Štai kodėl mums reikia eksperto, kuris galėtų ką nors paskelbti čia kaip tinklaraštį arba kur nors komentarų skiltyje.

Buvau girdėjęs apie konforminį sunkumą, bet beveik nieko apie tai nežinojau, nes jis buvo už pagrindinės srovės ribų. Nurodytame straipsnyje pateikiamas oficialus teorijos klastojimas. Tai labiau paaiškina, kas yra teorija ir ką daro, nei nenaudingas straipsnis „Vikipedijoje“. Bent straipsnis nurodo šį straipsnį (per CERN). Aš turiu jį perskaityti, kad sužinotumėte daugiau informacijos, bet aš nežinau, ar aš nesijaudinsiu, nes tai atrodo dar vienas keistas būdas paaiškinti tamsiąją medžiagą ir tamsiąją energiją įtariant parametrų įterpimą ir koregavimą.

Ar kas nors gali apskaičiuoti, kiek kilonovų vienoje galaktikoje reikia atsižvelgti į visus sunkiuosius elementus, tarkime, mūsų galaktikoje? Ar jie buvo labiau paplitę arčiau Didžiojo sprogimo, tada yra dabar ar bus ateityje? Ar turėtume nerimauti, kad jie gali būti atsakymas į „Fermi & # 8217s Paradox“? Ar mums reikia pradėti statyti keletą gilių požeminių miestų tik tam atvejui?

Remiantis analize, išmatuotų elementų kiekis yra toks, kad nedaugelis iš šių įvykių yra pakankamas, kad būtų atsižvelgta į visus galaktikos sunkiuosius elementus. Kadangi aš dar nesu skaitęs dokumento, nežinau išsamios informacijos, kaip jie tai nustatė.

Mane glumina tai, kad auksas išmetamas iš Kilonovos 30% šviesos greičiu. Kaip sulėtinti daiktus, kad juos būtų galima įterpti į žvaigždę formuojantį ūką ar žvaigždžių darželį?

Geras klausimas. Ne visi branduoliai važiuos tokiu greičiu: dėl sukeltų turbulencijos smūginių bangų bus didelis greičių diapazonas. Kokio diapazono tiksliai nežinau. Daugelis šių dalelių nueis kosmologinį atstumą ir taps kosminiais spinduliais. Neutronų žvaigždžių susidūrimai buvo įvardyti kaip pagrindinis kosminių spindulių šaltinis, ir šis įvykis tai patvirtina.

Laimei, dėl šių susidūrimų yra didelis sunkiųjų elementų perteklius. Manau, kad maža dalis, pataikiusi į žvaigždes, planetas ir net ūkus, reikštų tai, ką randame. Sunkiausi Žemės elementai galėjo būti daugiausia iš tolimų galaktikų.

Buvo pastebėta daugybė orbitoje skriejančių neutronų porų. Manau, kad pirmasis pastebėtas prieš kelis dešimtmečius. Ar ši pora buvo aptikta prieš susijungiant, ar ant senų plokščių buvo rasta vaizdų?

Žinomos neutronų žvaigždžių poros yra mūsų galaktikoje ir # 8230 šis susijungimo įvykis yra už 130 milijonų lyrų galaktikoje. Kol kas neįmanoma pamatyti porų taip toli.

Man būtų įdomu sužinoti, koks būtų poveikis, jei tai įvyktų atstumu nuo Alpha Centauri iki mūsų Saulės sistemos? Tai iškreiptų erdvę, kurioje gyvename, bet ar net pastebėtume ir iškreiptų laiką!

Kilonovos sprogimas, esantis tik už keturių šviesmečių, tikriausiai yra blogas. Turi būti daugybė radioaktyviųjų elementų, įskaitant uraną, dėl šilumos ir slėgio iš impulso, kinetinės ir potencialios gravitacinės energijos, kuri taip pat išsiskiria kaip gama spinduliai ir kt. Gama spinduliai sunaikintų ozono sluoksnį mūsų atmosferoje, jei jie patektų į jį ir kai kurie tų radioaktyviųjų elementų dėl didelio greičio Žemę pasiektų per šimtą metų. Tai priklauso nuo to, ar yra juos blokuojantis akrecija, ar ne, ir jo kampas Žemės atžvilgiu.

Skaičiau, kad dvi susiliejusios juodosios skylės išskiria pakankamai radiacijos, kad sterilizuotų pasaulius šimtus šviesmečių aplinkui, jei ne daugiau.

Kur jūs tai skaitėte? Susijungus dviem BH nėra EM spinduliuotės ar dalelių. Spinduliuojamojo GW poveikis yra nedidelis.

Mokslo knyga apie 1981 m. Nepamenu pavadinimo.

Nors BH jungiantis nėra tiesioginio EW, dujos gali būti suspaustos, jei arti, Saulės masė GW energija yra rimtas suspaudimas.

Pamiršote pridėti suspaustas dujas ir dulkes, kad išmetama daug energijos.

Taip, bet mažai tikėtina. Per ilgą laiką BH spirale į vidų sukėlė visas įprastas medžiagas, įskaitant likusius akrecijos diskus, arba smurtiniu būdu, arba patekus į vieną iš BH. Tai yra, toje beprotiškoje vietoje nebūtų stabilių ar beveik stabilių orbitų.

Aplink šiuos BH & # 8217 visada yra medžiagos, jie neturi žvaigždžių vėjų, todėl tarp žvaigždžių dujos ir dulkės gali kauptis per eonus. Išleidžiama energija yra daugiau nei milisekundės ir jos yra daug, daug, norint suspausti ir garinti medžiagą dideliais atstumais.

Be įspūdingų rezultatų, kai neutronų žvaigždžių dvejetainiai naikina save, įdomu apsvarstyti, kaip jie pirmiausia susiformavo. Įvykių seka, reikalinga užtikrinti, kad dėl supernovų sistema netaptų nesurišta arba kad pirma neutroninė žvaigždė patektų į antrosios žvaigždės šerdį ir taptų Thorne-Żytkow objektu, kelia gana griežtus suvaržymus pirmtakas dvejetainis.

Michaelai, bijau, kad tai būtų radiacijos poveikis, o ne gravitacinis poveikis, dėl kurio reikėtų nerimauti, jei nuo tokio įvykio liktų tik keturi šviesmečiai. Ar kas nors gali tai apskaičiuoti? Manau, kad bus kepama visa Saulės sistema. Galbūt aukso dulkės galų gale išlįs iš kosmoso, bet tikiuosi, kad niekas netoliks jų šluoti.

Cituodamas kelis aukščiau esančius pranešimus šioje temoje, perskaičiau, kad dvi sujungtos juodosios skylės išskiria pakankamai radiacijos, kad sterilizuotų pasaulius šimtus šviesmečių aplinkui, jei ne daugiau.

Džiaugsmo bangos: kodėl astronomai ekstazėje susiduria su susidūrusiomis neutroninėmis žvaigždėmis

Neutronų žvaigždžių poros susidūrimas buvo didžiausias 2017 m. Mokslo įvykis. Lauren Fuge apmąsto, kodėl astronomai taip jaudinasi.


Prie Saulės sistemos prieš 4,6 mlrd. Metų susidūrė dvi neutroninės žvaigždės

Remiantis nauju tyrimu, paskelbtu 2019 m. Gegužės 2 d Gamta, Prieš 4,6 milijardo metų, dvi neutroninės žvaigždės susidūrė netoli ankstyvosios Saulės sistemos (iš tikrųjų apie 1000 šviesmečių nuo dujų debesies, kuris galiausiai suformavo Saulės sistemą). Dėl šio smurtinio susidūrimo atsirado sunkių elementų, tokių kaip sidabras, auksas, platina, cezis ir uranas. Tyrimo duomenimis, šis įvykis sukūrė 0,3% sunkiausių Žemės elementų.

Tyrėjai padarė išvadą, kad prieš 4,6 milijardo metų, maždaug prieš 100 milijonų metų iki Žemės susidarymo, dvi neutroninės žvaigždės susidūrė maždaug už 1000 šviesmečių. Kadangi mūsų galaktikos Paukščių Tako skersmuo yra mažiausiai 100 000 šviesmečių, šį atstumą galima lengvai pasiekti. traktuojamas kaip „Kosminė kaimynystė“.

Mokslininkai sako „Jei šiandien įvyktų panašus įvykis panašiu atstumu nuo Saulės sistemos, paskirta radiacija galėtų apšviesti visą naktinį dangų“.

Norėdami padaryti išvadą, tyrimo autoriai, astrofizikai Szabolcsas Marka iš Kolumbijos universiteto ir Imre Bartosas iš Floridos universiteto, meteoritų sudėtį palygino su Paukščių Tako skaitinėmis simuliacijomis.

Yra procesas, vadinamas „r procesu“ (greitas neutronų gaudymo procesas), kuris yra atsakingas už maždaug pusės sunkesnių už geležį atominių branduolių gausos sukūrimą (nukleosintezę).

Kadangi neutronų ir žvaigždžių susijungimai vyksta nedažnai, radioaktyviųjų izotopų nusėdime prieš Saulės ūką galėjo vyrauti keli netolimi įvykiai. Nors Saulės sistemoje nebėra trumpalaikių r proceso izotopų (kurių pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis nei 100 milijonų metų), jų gausa ankstyvojoje Saulės sistemoje yra žinoma, nes jų dukteriniai produktai buvo konservuojami aukštos temperatūros kondensatuose, meteoritai.

Mokslininkai teigia, kad ankstyvosios Saulės sistemos trumpalaikių r-proceso izotopų gausa rodo jų kilmę neutronų ir žvaigždžių susijungimo metu ir rodo, kad vienas šalia esantis susijungimo įvykis žymiai nusėdo.

Lygindami skaitmenines modeliavimus su ankstyvaisiais Saulės sistemos gausiais santykiais su aktinidais, pagamintais tik per r procesą, mokslininkai apriboja savo Galaktikos gamybos vietų atsiradimo greitį iki maždaug 1-100 per milijoną metų. Tai atitinka stebėjimo neutronų ir žvaigždžių susijungimo rodiklių vertinimus, tačiau atmeta supernovas ir žvaigždžių šaltinius, sako Marka ad Bartos.

Tyrėjai taip pat nustato, kad tikriausiai įvyko vienas netolimas susijungimas, dėl kurio susidarė didžioji dalis kurio ir didelė plutonio dalis, esanti ankstyvojoje Saulės sistemoje. Toks įvykis galėjo įvykti maždaug 300 parsekų (978 šviesmečių) atstumu nuo prieš Saulės ūką (žr. 1 pastabą), maždaug prieš 80 milijonų metų prieš Saulės sistemos susidarymą.

Kadangi dabartinė mūsų technologija labai priklauso nuo šių retų elementų, šios išvados turės įdomų poveikį nežemiškų civilizacijų paieškoms. Jei sunkiųjų elementų yra dar mažiau, Visatoje negali būti jokių intelektualių rūšių, turinčių mūsų turimą technologinį augimo lygį.

Tai galėtų būti vienas iš galimų paaiškinimų, kodėl mes dar negirdėjome iš ET arba kaip sakė Enrico Fermi: "Kur visi?".


Susijungiančių neutronų žvaigždžių gravitacinės bangos

Pirmą kartą tyrėjai vienu metu išmatavo gravitacines bangas ir dviejų susiliejusių neutronų žvaigždžių šviesą. „Daugiafunkcinė astronomija“, apjungianti gravitacinių bangų ir elektromagnetinės spinduliuotės stebėjimą, prasideda nuo šio įvykio, įregistruoto 2017 m. Rugpjūčio 17 d. 14:41:04 CEST. Kartu papildomi metodai žymiai padidins mūsų supratimą apie ekstremalius astrofizinius įvykius. Pavyzdžiui, šis atradimas patvirtina, kad dvi susiliejusios neutronų žvaigždės iš tikrųjų yra trumpų gama spindulių pliūpsnių pirmtakai ir kad po šio susijungimo įvykęs sprogimas - žinomas kaip kilonova - yra Visatos sunkiųjų elementų šaltinis. Rugpjūčio 17 d. Stebėjimų metu pagrindinį vaidmenį atliko Maxo Plancko gravitacinės fizikos instituto Potsdame ir Hanoveryje ir Maxo Plancko astrofizikos bei nežemiškos fizikos instituto Garčinge mokslininkai.

Sunkiasvorių šokis: dvi neutroninės žvaigždės skrieja viena kitai, spiralės eidamos vis arčiau viena kitos, skleisdamos gravitacines bangas. Astrofizikai jau seniai teorija, kad neutroninės žvaigždės - perdegusių, masyvių saulės šerdys banguoja. Astrofizikai jau seniai teigia, kad neutroninės žvaigždės - perdegusių, masyvių saulės šerdys - gali sukelti gama spindulių pliūpsnį. Šis realaus įvykio GW170817 vaizdas gaunamas iš skaitinės-reliatyvistinės modeliavimo.

& copy Skaitmeninis reliatyvumo modeliavimas: T. Dietrichas (Maxo Plancko gravitacinės fizikos institutas) ir BAM bendradarbiavimas Mokslinė vizualizacija: T. Dietrich, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Maxo Plancko gravitacinės fizikos institutas)

Du LIGO detektoriai Hanforde (Vašingtono valstija, JAV) ir Livingstone (Luiziana) maždaug 100 sekundžių stebėjo signalą, vadinamą GW170817. Mergelės detektoriaus Toskanoje, netoli Pizos (Italija) atlikti matavimai iš esmės pagerino lokalizaciją danguje ir leido tyrėjams apriboti bangos kilmę pietų danguje esančioje vietoje, kuri yra tik 28 kvadratinių laipsnių - maždaug 130 kartų didesnė už matomą. pilnaties dydis.

Tik po 1,7 sekundės laive esantis „Gamma-ray Burst Monitor“ (GBM) Fermi palydovas užregistravo gama spindulių pliūpsnį, žinomą kaip GRB 170817A, maždaug ta pačia kryptimi kaip ir gravitacinės bangos signalas. Tikimybė, kad šis susitikimas buvo visiškai atsitiktinis, yra nuo 1 iki 200 milijonų - tikimybė, kad loterijoje bus šeši teisingi skaičiai, yra žymiai geresnė!

Iš pradžių Fermi aptiko šį naują gama spindulių pliūpsnį neatrodė nepaprastas “, - sako Andreasas von Kienlinas, Maxo Plancko nežemiškos fizikos instituto mokslininkas, kuris taip pat padėjo pastatyti instrumentą. Mes stebime keturis ar penkis naujus gama spindulių pliūpsnius per savaitę. & apos Tik vėliau tyrėjas sužinojo apie LIGO ir Mergelės observatorijos matavimus: & aposMes iškart žinojome, kad tai istorinis įvykis. & apos

Dar viena staigmena yra ta, kad gama spinduliai ir gravitacinės bangos buvo aptikti ne tuo pačiu metu, o maždaug dviejų sekundžių laiko skirtumu. Šie ir papildomi stebėjimai suteikia mums unikalių įžvalgų apie fiziką šiame įvykyje ir aplink jį, sako von Kienlinas.

Integralus, dar viena gama spindulių misija su laive esančiu „Max Planck“ instrumentu - SPI - taip pat stebėjo susijungimo sukeliamą didelės energijos spinduliuotę. Mūsų pastebėtas signalas gal ir nebuvo labai ryškus, tačiau „Fermi“ rezultatą galime patvirtinti visiškai nepriklausomu gama spindulių aptikimu “, - sako Rolandas Diehlas, Maxo Plancko nežemiškos fizikos instituto mokslininkas ir SPI tyrėjas. Kalbant apie ryšį tarp gama spindulių pliūpsnio ir gravitacijos bangų, mes čia esame saugūs. Be to, mes galime pirmą kartą aiškiai susieti trumpą gama spindulių pliūpsnį su neutronų žvaigždės susidūrimu ir apos, sako Diehl.

Labai tiksli LIGO / Mergelės stebėjimo lokalizacija leido kelioms observatorijoms visame pasaulyje ieškoti dangaus ploto, iš kurio signalas kyla tik po kelių valandų. Optiniai teleskopai, įskaitant GROND prietaisą 2,2 metro „Max Planck Society“ teleskope La Silla observatorijoje Europos pietų observatorijoje (ESO), šalia NGC 4993 galaktikos atrado naują šviesos tašką, panašų į žvaigždę. Ši lęšinė galaktikos sistema yra maždaug 130 milijonų šviesmečių atstumu nuo Žemės.

Trijų žingsnių stebėjimas: pirmasis neutronų ir žvaigždžių susijungimo ženklas 2017 m. Rugpjūčio 17 d. Buvo trumpas gama spindulių pliūpsnis, kurį atrado JAV palydovas „Fermi“ (viršuje). Netrukus mokslininkai iš LIGO-Virgo bendradarbiavimo pranešė, kad jų detektoriai užfiksavo gravitacines bangas likus 1,7 sekundės iki „Fermi“ sprogimo (viduryje). Kiek vėliau mokslininkai pranešė, kad sprogimas buvo pastebėtas ir naudojant instrumentą, esantį Europos palydove „Integral“.

& nukopijuokite NASA Goddardo kosminių skrydžių centrą, „Caltech“ / MIT / LIGO laboratoriją ir ESA

Astronomams vienas dalykas yra tikras: optinis objektas, gama spindulių pliūpsnis ir gravitacinės bangos kyla iš vieno ir to paties šaltinio: neutroninių žvaigždžių poros susijungimo. Galiausiai daugiau nei 70 antžeminių ir kosminių observatorijų įvykį pastebėjo rentgeno, ultravioletinių, matomų, infraraudonųjų ir radijo bangų spektruose.

Šie sutinkantys pastebėjimai suteikia mums išsamų šio įvykio vaizdą nuo trijų minučių iki susijungimo iki kelių savaičių, & apos sako Jochenas Greineris, Maxo Plancko nežemiškos fizikos instituto mokslininkas, atsakingas už GROND statybą.

Tokiai nuomonei pritaria Maxo Plancko gravitacinės fizikos instituto mokslininkai Hanoveryje ir Potsdame: & aposPats savaime pirmieji gravitacinių bangų, kurias skleidžia sujungtos neutroninės žvaigždės, įrodymai jau yra labai įdomūs. Tačiau kartu su daugybe tolesnių stebėjimų elektromagnetiniame spektre tai tampa tikrai revoliuciniu ir apos, sako Alessandra Buonanno ir jos kolegos direktoriai Bruce'as Allenas ir Karstenas Danzmannas.

GW170817 identifikavimas kaip dvinarė žvaigždžių sistema, susidedanti iš dviejų neutroninių žvaigždžių, ir elektromagnetinės spinduliuotės stebėjimas po jų susidūrimo leidžia padaryti išvadas apie anksčiau paslaptingą trumpų gama spindulių pliūpsnių kilmę.

Nors mes turėjome tvirtų užuominų, kad neutronų žvaigždžių sujungimas iš tikrųjų yra trumpų gama spindulių pliūpsnių pradininkas, mes neturėjome galutinio įrodymo. Šis dviejų sekundžių „Integral“ ir „Fermi“ bei gravitacinių bangų detektorių stebėjimas vienu metu yra pirmasis įtikinamas įrodymas, kad bent jau kai kuriuos iš šių gama spindulių pliūpsnių iš tikrųjų lemia neutroninių žvaigždžių susijungimai, o apos sako Rashidas Sunyaevas, Maxo Plancko astrofizikos institutas.

Šviečiantis šviesos taškas: šiame paveikslėlyje matyti galaktika NGC 4993, nutolusi apie 130 milijonų šviesmečių nuo Žemės, Hydra žvaigždyne, kuriame sprogo dvi neutroninės žvaigždės. Ši vadinamoji kilonova pasirodo kaip ryški žvaigždė. Tokie daiktai yra pagrindinis labai sunkių cheminių elementų, tokių kaip auksas ir platina, šaltinis Visatoje.

Šviečiantis šviesos taškas: šiame paveikslėlyje matyti galaktika NGC 4993, nutolusi apie 130 milijonų šviesmečių nuo Žemės, Hydra žvaigždyne, kuriame sprogo dvi neutroninės žvaigždės. Ši vadinamoji kilonova pasirodo kaip ryški žvaigždė. Tokie daiktai yra pagrindinis labai sunkių cheminių elementų, tokių kaip auksas ir platina, šaltinis Visatoje.

Analizuojant LIGO duomenis, santykinai mažas susiliejusių neutronų žvaigždžių atstumas nuo žemės buvo maždaug nuo 85 iki 160 milijonų šviesmečių, sutinkant su 130 milijonų šviesmečių prielaida, kad laikoma prielaida, kad galaktika NGC 4993 yra priešinga. , mokslininkai susiliejančių objektų mases apskaičiavo 1,1–1,6 karto, palyginti su mūsų Saulės mase, palyginamą su žinomų neutroninių žvaigždžių mase ir nepanašia į juodųjų skylių masę.

Neutroninės žvaigždės yra ypač tankios, išnaudotos masyvių žvaigždžių liekanos, kurių skersmuo yra tik apie 20 kilometrų. Astrofizikai ilgą laiką teoriškai tyrinėjo dviejų tokių žvaigždžių lavonų susijungimą - jiems patiko patvirtinimas stebint GW170817 signalą: & apos. Pereinamojo įvykio fiziniai parametrai atitinka teorines vadinamosios kilonovos iš neutroninės žvaigždės prognozes. susijungimas nepaprastai gerai, sako Andersas Jerkstrandas iš Maxo Plancko astrofizikos instituto.

Visų pirma, šaltinio šviesos pritemdymo greitis per dešimt dienų po susijungimo tiksliai atitinka prognozę, kad išmetamosiose dujose dominuoja daug sunkesni nei geležies radioaktyvūs elementai, sako Jerkstrandas.

Dvi neutroninės žvaigždės, susiliejusios gama pliūpsnyje, išskiria milžiniškus energijos kiekius. Tuo pačiu metu tanki materija išstumiama dideliu greičiu. Kadangi išmestoje medžiagoje yra didelė laisvųjų neutronų koncentracija, iš jų gali susidaryti sunkiausi visatos elementai. Procesas vadinamas greitu neutronų gaudymu arba, trumpiau tariant, r procesu.

Sunkiausių cheminių elementų visatoje kilmė ilgą laiką mums, mokslininkams, buvo paslaptis ir apos, sako Hansas Thomasas Janka, Makso Plancko astrofizikos instituto pagrindinis mokslininkas. & aposDabar turime pirmąjį stebėjimo įrodymą, kad neutroninių žvaigždžių susidūrimai gali būti šių elementų šaltiniai. Jie netgi gali būti pagrindinis r-proceso elementų šaltinis. & Apos

Detektoriaus triukšme paslėptų susiliejusių neutronų žvaigždžių minučių trukmės signalų stebėjimas ir apibūdinimas reikalauja itin tikslių bangos formos modelių. Maxo Plancko gravitacinės fizikos instituto & aposAstrofizinio ir kosmologinio reliatyvumo ir apos skyriaus nariai sukūrė modelius, kurie buvo naudojami kaip šablonai atliekant optimalias filtrų paieškas, kurios atrado GW170817.

Kosminės energijos fabrikas: susidūrus neutroninėms žvaigždėms, sprogimas dideliu greičiu į kosmosą iššaudo didžiulius spindinčių medžiagų srautus, kaip parodyta šiame meniniame vaizde. Purkštukai sukelia trumpą gama spindulių pliūpsnį (parodyta purpurine spalva). Debesis aplink juodąją skylę centre gali būti matomas matomais ir artimais infraraudonųjų spindulių bangos ilgiais.

& nukopijuoti NASA Goddardo kosminių skrydžių centrą / CI laboratoriją

Be to, Maxo Plancko tyrėjai atliko pagrindinį vaidmenį kuriant ir įgyvendinant paieškos algoritmus, naudojamus stebėti GW170817. Būdami komandos, ištyrusios signalą iškart po jo atradimo, nariai iš „LIGO Livingston“ instrumento pateiktų duomenų nedelsdami pašalino laikiną klaidingą signalą.

Tai leido taip tiksliai nustatyti padėties danguje padėtį, kad astronomai galėjo pastebėti greitai nykstantį matomą šviesos spindėjimą per dvylika valandų nuo GW170817 & aposs atradimo. Taigi jie nustatė pagrindinę galaktiką ir raudoną poslinkį, todėl buvo matuojama Hablo konstanta, taigi ir atstumas.

Makso Plancko gravitacinės fizikos institutas taip pat padėjo sukurti ir pritaikyti analizės algoritmus ir bangos formos modelius, leidžiančius jiems nustatyti GW170817 šaltinį kaip dvinarę neutronų žvaigždžių sistemą. Papildomai įžvelgiant, rezultatai prieštarauja teorijoms, kurios prisiima labai atstumiančias branduolines jėgas, nes jos numato gana dideles ir dėl to labai deformuojamas neutronų žvaigždes.

Potsdame buvo taikomi tiek analitiniai metodai, tiek skaitinės simuliacijos, kad būtų galima sukurti šiuolaikinius bangos formos modelius, kurie numato silpnesnes atstumiančias branduolines jėgas GW170817 ir išskiria neutronų žvaigždes. Be to, Maxo Plancko mokslininkai ištyrė elektromagnetinius signalus, susidariusius išmetant medžiagą, susiliejus žvaigždėms. Šiuose signaluose yra informacijos apie sunkiųjų elementų kūrimąsi visatoje, kaip aptarta aukščiau.

Domino efektu GW170817 sukūrė įspūdingą astrofizinių stebėjimų seką, tuo pačiu išsprendęs seniai egzistuojančias paslaptis ir pateikdamas mums naujų ir apos, sako Alessandra Buonanno, Maxo Plancko instituto Potsdame direktorė. Pažymėtina, kad GW170817 taip pat pateikė įžvalgų apie ultravioletinės medžiagos prigimtį patraukliausių ir ekstremaliausių visatos objektų - neutroninių žvaigždžių - interjere.

Hanoverio instituto & aposObservation reliatyvumo ir kosmologijos bei apos skyriaus mokslininkai atliko pagrindinį vaidmenį pirmosiomis analizės valandomis, taip pat apibūdindami gravitacinių bangų signalą ir suprasdami šaltinį. Net apčiuopdamas sapnus, aš nedrįsčiau tikėtis, kad vienu metu pademonstruosime pirmąją dvinarės neutrono žvaigždės atradimą gravitacinėmis bangomis, atitinkamu gama spindulių pliūpsniu ir elektromagnetiniais signalais. Įsivaizdavau, kad tokį dalyką pamatysime tik po 20 ar daugiau dviejų susiliejusių neutronų žvaigždžių stebėjimų. Tai fantastika! & Apos, kaip teigė režisierius Bruce'as Allenas.

Tai yra daugelio žinučių astronomijos pradžia ir didesnis mūsų visatos supratimas. Mes labai didžiuojamės, kad atliekame pagrindinį vaidmenį matuojant gravitacines bangas, nes mūsų lazeriai, sukurti ir išbandyti GEO600 projekte, yra visų gravitacinių bangų stebėjimo centrų pagrindas, apibendrina Maxo Plancko direktorius Karstenas Danzmannas, „Allen & aposs“ kolega Hanoverio institute.


Gravitacinės bangos iš susijungiančių neutroninių žvaigždžių

Sunkiasvorių šokis: dvi neutroninės žvaigždės skrieja viena kitai, spiralės eidamos vis arčiau viena kitos, skleisdamos gravitacines bangas. Astrofizikai jau seniai teigia, kad neutroninės žvaigždės, perdegusių, masyvių saulės šerdys gali sukelti gama spindulių pliūpsnį. Tikrojo įvykio GW170817 vaizdas gaunamas iš skaitinės-reliatyvistinės simuliacijos.

Pirmą kartą tyrėjai vienu metu išmatavo gravitacines bangas ir dviejų susiliejusių neutronų žvaigždžių šviesą.

„Daugiafunkcinė astronomija“, apjungianti gravitacinių bangų ir elektromagnetinės spinduliuotės stebėjimą, prasideda nuo šio įvykio, įregistruoto 2017 m. Rugpjūčio 17 d. 14:41:04 CEST. Kartu papildomi metodai žymiai padidins mūsų supratimą apie ekstremalius astrofizinius įvykius. Pavyzdžiui, šis atradimas patvirtina, kad dvi susiliejusios neutronų žvaigždės iš tikrųjų yra trumpų gama spindulių pliūpsnių pirmtakai ir kad po šio susijungimo įvykęs sprogimas - žinomas kaip kilonova - yra Visatos sunkiųjų elementų šaltinis. Rugpjūčio 17 d. Stebėjimų metu pagrindinį vaidmenį vaidino Maxo Plancko gravitacinės fizikos instituto Potsdame ir Hanoveryje bei Maxo Plancko astrofizikos ir nežemiškos fizikos instituto Garčinge mokslininkai.

Du LIGO detektoriai Hanforde (Vašingtono valstija, JAV) ir Livingstone (Luiziana) maždaug 100 sekundžių stebėjo signalą, vadinamą GW170817. Mergelės detektoriaus Toskanoje, netoli Pizos (Italija) atlikti matavimai iš esmės pagerino lokalizaciją danguje ir leido mokslininkams apriboti bangos kilmę pietų danguje esančioje vietoje, kuri yra tik 28 kvadratinių laipsnių - maždaug 130 kartų didesnė už matomą. pilnaties mėnulio dydis.

Tik po 1,7 sekundės „Fermi“ palydove esantis gama spindulių pliūpsnio monitorius (GBM) užregistravo gama spindulių pliūpsnį, žinomą kaip GRB 170817A, maždaug ta pačia kryptimi kaip ir gravitacinių bangų signalas. Tikimybė, kad šis susitikimas buvo visiškai atsitiktinis, yra nuo 1 iki 200 milijonų - tikimybė, kad loterijoje bus šeši teisingi skaičiai, yra žymiai geresnė!

„Iš pradžių Fermi aptiko šį naują gama spindulių pliūpsnį neatrodė nepaprastas“, - sako Andreasas von Kienlinas, Makso Plancko nežemiškos fizikos instituto mokslininkas, kuris taip pat padėjo pastatyti instrumentą. "Mes stebime keturis ar penkis naujus gama spindulių pliūpsnius per savaitę." Tik vėliau tyrėjas sužinojo apie LIGO ir Mergelės observatorijos matavimus: „Mes iš karto žinojome, kad tai istorinis įvykis“.

Dar viena staigmena yra ta, kad gama spinduliai ir gravitacinės bangos buvo aptikti ne tuo pačiu metu, o maždaug dviejų sekundžių laiko skirtumu. „Šie ir papildomi stebėjimai suteikia mums unikalių įžvalgų apie fiziką šiame įvykyje ir aplink jį“, - sako von Kienlein.

Integral, dar viena gama spindulių misija su laive esančiu „Max Planck“ instrumentu - SPI - taip pat stebėjo susijungimo sukeliamą didelės energijos spinduliuotę. „Galbūt pastebėtas signalas nebuvo labai ryškus, tačiau„ Fermi “rezultatą galime patvirtinti visiškai nepriklausomu gama spindulių aptikimu“, - sako Rolandas Diehlas, Maxo Plancko nežemiškos fizikos instituto mokslininkas ir SPI tyrėjas. „Kalbant apie ryšį tarp gama spindulių pliūpsnio ir gravitacinių bangų, čia esame saugūs. Be to, pirmą kartą galime aiškiai susieti trumpą gama spindulių pliūpsnį su neutronų žvaigždės susidūrimu “, - sako Diehl.

Labai tiksli LIGO / Mergelės stebėjimo lokalizacija leido kelioms observatorijoms visame pasaulyje ieškoti dangaus ploto, iš kurio signalas kyla tik po kelių valandų. Optiniai teleskopai, įskaitant GROND prietaisą 2,2 metro „Max Planck Society“ teleskope La Silla observatorijoje Europos pietų observatorijoje (ESO), šalia NGC 4993 galaktikos atrado naują šviesos tašką, panašų į žvaigždę. Ši lęšinė galaktikos sistema yra maždaug 130 milijonų šviesmečių atstumu nuo Žemės.

Astronomams vienas dalykas yra tikras: optinis objektas, gama spindulių pliūpsnis ir gravitacinės bangos kyla iš vieno ir to paties šaltinio: neutroninių žvaigždžių poros susijungimo. Galiausiai daugiau nei 70 antžeminių ir kosminių observatorijų įvykį pastebėjo rentgeno, ultravioletinių, matomų, infraraudonųjų ir radijo bangų spektruose.

„Šie sutariantys pastebėjimai suteikia mums išsamų šio įvykio vaizdą nuo trijų minučių iki susijungimo iki kelių savaičių“, - sako Jochenas Greineris, Maxo Plancko nežemiškos fizikos instituto mokslininkas, atsakingas už GROND statybą.

Tokiai nuomonei pritaria Maxo Plancko gravitacinės fizikos instituto mokslininkai Hanoveryje ir Potsdame: „Jau savaime pirmieji gravitacinių bangų, kurias skleidžia sujungtos neutroninės žvaigždės, įrodymai jau yra labai įdomūs. Tačiau kartu su daugybe tolesnių stebėjimų elektromagnetiniame spektre tai tampa tikrai revoliuciniu “, - sako Alessandra Buonanno ir jos kolegos direktoriai Bruce'as Allenas ir Karstenas Danzmannas.

GW170817 identifikavimas kaip dvinarė žvaigždžių sistema, susidedanti iš dviejų neutroninių žvaigždžių, ir elektromagnetinės spinduliuotės stebėjimas po jų susidūrimo leidžia padaryti išvadas apie anksčiau paslaptingą trumpų gama spindulių pliūpsnių kilmę.

"Nors mes turėjome tvirtų užuominų, kad neutroninių žvaigždžių susijungimas iš tikrųjų yra trumpų gama spindulių pliūpsnių pradininkas, mes neturėjome galutinių įrodymų. „Integral“ ir „Fermi“ bei gravitacinių bangų detektorių vienu metu stebimas šis dviejų sekundžių pliūpsnis yra pirmasis įtikinamas įrodymas, kad bent jau kai kuriuos iš šių gama spindulių pliūpsnių iš tikrųjų skatina neutroninių žvaigždžių susijungimai “, - sako Rashidas Sunyaevas, Maxo Plancko astrofizikos institutas.

Analizuojant LIGO duomenis, santykinai mažas susiliejusių neutronų žvaigždžių atstumas nuo žemės buvo maždaug nuo 85 iki 160 milijonų šviesmečių, sutinkant su 130 milijonų šviesmečių prielaida, kad prielaida yra pagrindinė galaktika NGC 4993. Priešingai nei ankstesni gravitacinių bangų stebėjimai , mokslininkai susiliejančių objektų mases apskaičiavo 1,1–1,6 karto, palyginti su mūsų Saulės mase, palyginamą su žinomų neutroninių žvaigždžių mase ir nepanašia į juodųjų skylių masę.

Neutroninės žvaigždės yra ypač tankios, išnaudotos masyvių žvaigždžių liekanos, kurių skersmuo yra tik apie 20 kilometrų. Astrofizikai ilgą laiką teoriškai tyrinėjo dviejų tokių žvaigždžių lavonų susijungimą ir džiaugėsi stebėdami GW170817 signalą: „Fiziniai trumpalaikio įvykio parametrai atitinka teorines vadinamosios kilonovos iš neutrono prognozes. žvaigždžių susijungimas nepaprastai gerai “, - sako Andersas Jerkstrandas iš Makso Plancko astrofizikos instituto.

„Visų pirma šaltinio šviesos pritemdymo greitis per dešimt dienų po susijungimo tiksliai atitinka prognozę, kad išmetamojoje dalyje vyrauja daug sunkesni už geležį radioaktyvūs elementai“, - sako Jerkstrandas.

Dvi neutroninės žvaigždės, susiliejusios gama pliūpsnyje, išskiria milžiniškus energijos kiekius. Tuo pačiu metu tanki materija išstumiama dideliu greičiu. Kadangi išmestoje medžiagoje yra didelė laisvųjų neutronų koncentracija, iš jų gali susidaryti sunkiausi visatos elementai. Procesas vadinamas greitu neutronų gaudymu arba, trumpiau tariant, r procesu.

„Sunkiausių cheminių elementų visatoje kilmė mums, mokslininkams, ilgą laiką buvo paslaptis“, - sako Hansas Thomasas Janka, Makso Plancko astrofizikos instituto pagrindinis mokslininkas. "Dabar mes turime pirmąjį stebėjimo įrodymą, kad neutroninių žvaigždžių susidūrimas gali būti šių elementų šaltinis. Jie netgi gali būti pagrindinis r-proceso elementų šaltinis. “

Stebint ir apibūdinant minutės trukmės signalus iš susiliejusių neutronų žvaigždžių, paslėptų detektoriaus triukšme, reikalingi itin tikslūs bangos formos modeliai. Maxo Plancko gravitacinės fizikos instituto „Astrofizinio ir kosmologinio reliatyvumo“ skyriaus nariai sukūrė modelius, kurie buvo naudojami kaip šablonai atliekant optimalias filtrų paieškas, kurios atrado GW170817.

Be to, Maxo Plancko tyrėjai atliko pagrindinį vaidmenį kuriant ir įgyvendinant paieškos algoritmus, naudojamus stebėti GW170817. Būdami komandos, ištyrusios signalą iškart po jo atradimo, nariai iš „LIGO Livingston“ instrumento pateiktų duomenų nedelsdami pašalino laikiną klaidingą signalą.

Tai leido taip tiksliai nustatyti padėties danguje padėtį, kad astronomai galėjo pastebėti greitai nykstantį matomą šviesos spindėjimą per dvylika valandų nuo GW170817 atradimo. Taigi jie nustatė pagrindinę galaktiką ir raudoną poslinkį, todėl buvo matuojama Hablo konstanta, taigi ir atstumas.

Makso Plancko gravitacinės fizikos institutas taip pat padėjo sukurti ir pritaikyti analizės algoritmus ir bangos formos modelius, leidžiančius jiems nustatyti GW170817 šaltinį kaip dvinarę neutronų žvaigždžių sistemą. Papildomai įžvelgiant, rezultatai prieštarauja teorijoms, kurios prisiima labai atstumiančias branduolines jėgas, nes jos numato gana dideles ir dėl to labai deformuojamas neutronų žvaigždes.

Potsdame buvo naudojami tiek analitiniai metodai, tiek skaitmeninės simuliacijos, kad būtų sukurti šiuolaikiniai bangos formos modeliai, kurie numato silpnesnes atstumiančias branduolines jėgas GW170817 neutroninėse žvaigždėse. Be to, Maxo Plancko mokslininkai ištyrė elektromagnetinius signalus, susidariusius išmetant medžiagą, susiliejus žvaigždėms. Šiuose signaluose yra informacijos apie sunkiųjų elementų kūrimąsi visatoje, kaip aptarta aukščiau.

„Domino efektu GW170817 sukūrė įspūdingą astrofizinių stebėjimų seką, tuo pačiu metu išsprendęs seniai egzistuojančias paslaptis ir pateikdamas mums naujų“, - sako Alessandra Buonanno, Maxo Plancko instituto Potsdame direktorė. "Pažymėtina, kad GW170817 taip pat pateikė įžvalgų apie ultravioletinės medžiagos prigimtį patraukliausių ir ekstremaliausių visatos objektų - neutroninių žvaigždžių - interjere."

Hanoverio instituto „Stebėjimais pagrįsto reliatyvumo ir kosmologijos“ skyriaus mokslininkai vaidino pagrindinį vaidmenį pirmosiomis analizės valandomis, taip pat apibūdinant gravitacinių bangų signalą ir suprantant šaltinį. „Net per savo drąsiausias svajones nebūčiau drįsęs tikėtis, kad vienu metu pademonstruosime pirmąjį dvinarės neutrono žvaigždės atradimą gravitacinėmis bangomis, atitinkamu gama spindulių pliūpsniu ir elektromagnetiniais signalais. Įsivaizdavau, kad tokį dalyką pamatysime tik po 20 ar daugiau dviejų susiliejusių neutronų žvaigždžių stebėjimų. Tai fantastika! “, - teigė režisierius Bruce'as Allenas.

„Tai yra daugelio žinučių astronomijos pradžia ir didesnis mūsų visatos supratimas. Mes labai didžiuojamės atlikdami pagrindinį vaidmenį matuojant gravitacines bangas, nes mūsų lazeriai, sukurti ir išbandyti GEO600 projekte, yra visų gravitacinių bangų observatorijų šerdis “, - apibendrina Maxo Plancko direktorius Karstenas Danzmannas, Alleno kolega Hanoverio institute. .


Kaip Fermi sugebėjo pamatyti neutronų žvaigždžių susijungimą? - Astronomija

Pranešimas spaudai: Kalifornijos Berklio universitetas
Paskelbta: 2017 m. Spalio 16 d., Pirmadienis

Pirmasis gravitacinių bangų aptikimas iš dviejų neutroninių žvaigždžių susijungimo ir matomos šviesos stebėjimas po to susijungimo galiausiai atsako į seniai astrofizikos klausimą: kur sunkiausi elementai, pradedant sidabru ir kitais brangiaisiais metalai virsta uranu?

Remiantis po susijungimo skleidžiamos šviesos ryškumu ir spalva, kurios tiksliai atitinka Kalifornijos universiteto (Berkeley) ir Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos fizikų teorines prognozes, astronomai dabar gali pasakyti, kad jūsų vestuviniame žiede auksas ar platina buvo greičiausiai suklastotas per trumpą, bet smurtinį dviejų orbitoje skriejančių neutronų žvaigždžių susijungimą kažkur visatoje.

Tai pirmas neutroninių žvaigždžių susijungimas aptikta Lazerinių interferometrų gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) detektorių JAV, kurių lyderiams prieš dvi savaites buvo įteikta Nobelio fizikos premija, ir Mergelės detektoriui Italijoje. LIGO anksčiau aptiko gravitacines bangas iš keturių juodųjų skylių susijungimų ir Mergelę, tačiau tokie įvykiai turėtų būti visiškai tamsūs. Tai pirmas kartas, kai aptinkama šviesa, susijusi su gravitacinių bangų šaltiniu.

„Mes daug metų dirbome numatydami, kaip atrodys neutronų susijungimo šviesa“, - sakė Danielis Kasenas, UC „Berkeley“ fizikos ir astronomijos docentas, „Berkeley Lab“ mokslininkas. - Dabar tos teorinės spekuliacijos staiga atgijo “.

Neutronų žvaigždžių susijungimas, pavadintas GW170817, buvo aptiktas rugpjūčio 17 d. Ir nedelsiant telegrafuotas viso pasaulio stebėtojams, kurie savo mažus ir didelius teleskopus pasuko dangaus regione, iš kurio jis atsirado. LIGO / Mergelės išmatuoti erdvėlaikio bangavimai rodo neutronų žvaigždžių susijungimą, nes kiekviena dvejetainės žvaigždės svoris buvo 1–2 kartus didesnis už mūsų Saulės masę. Be juodųjų skylių, neutroninės žvaigždės yra tankiausi visatoje žinomi objektai. Jie sukuriami, kai masyvi žvaigždė išmeta degalus ir griūva ant savęs, suspausdama Saulės masei prilygstančią masę į sferą, esančią tik 10 mylių.

Praėjus tik 1,7 sekundės po gravitacinių bangų užfiksavimo, Fermi kosminis teleskopas aptiko trumpą gama spindulių pliūpsnį iš to paties regiono, o tai rodo, kad susijungus neutroninėms žvaigždėms susidaro koncentruotos energijos srovės. Nepraėjus nė 11 valandų, stebėtojai pirmą kartą užfiksavo matomą šviesos šaltinį. Jis buvo lokalizuotas žinomoje galaktikoje NGC 4993, esančioje apie 130 milijonų šviesmečių nuo Žemės Hydros žvaigždyno kryptimi.

Neutronų žvaigždžių susijungimo aptikimas nustebino, nes neutronų žvaigždės yra daug mažesnės nei juodosios skylės, o jų susijungimas sukelia daug silpnesnes gravitacines bangas, nei jungiantis juodosios skylės. Pasak Berkeley astronomijos ir fizikos profesoriaus Elioto Quataerto, „Mes tikėjomės, kad ateinančiais metais LIGO suras neutronų žvaigždžių susijungimą, tačiau pamatysime jį taip arti - astronomams - ir taip ryšku įprastoje šviesoje pranoko visus mūsų drąsiausius lūkesčius. Ir, dar nuostabiau, paaiškėja, kad dauguma mūsų prognozių, kaip atrodys neutroninių žvaigždžių susijungimai, kaip mato įprasti teleskopai, buvo teisingi! "

LIGO / Virgo gravitacinių bangų stebėjimai ir jų optinio atitikmens aptikimas bus aptarti spalio 16 d., Pirmadienį, 10 val. EDT spaudos konferencijoje Nacionaliniame spaudos klube Vašingtone. Tuo pat metu kelios dešimtys pranešimų aptars paskelbti internete „Nature“ [http://www.nature.com], „Science“ [http://science.sciencemag.org] ir „Astrophysical Journal Letters“ [http://apjl.aas.org].

Nors vandenynas ir helis susidarė Didžiajame sprogime prieš 13,8 milijardo metų, sunkesni elementai, tokie kaip anglis ir deguonis, vėliau susiformavo žvaigždžių branduoliuose, branduoliui susiliejus vandeniliui ir heliui. Bet šis procesas gali sukurti elementus tik iki geležies. Norint pagaminti sunkiausius elementus, reikalinga speciali aplinka, kurioje atomai ne kartą bombarduojami laisvais neutronais. Kai neutronai prilimpa prie atominių branduolių, pastatomi elementai, esantys aukštesniame periodinės lentelės viršuje.

Kur ir kaip vyksta šis sunkiųjų elementų gamybos procesas, buvo vienas ilgiausiai astrofizikos klausimų. Pastarasis dėmesys buvo nukreiptas į neutronų žvaigždžių susijungimą, kai susidūrus dviem žvaigždėms, neutronų turinčios medžiagos debesys išlenda į kosmosą, kur jie gali susiburti į sunkiuosius elementus.

Spėlionės, kad astronomai gali pamatyti šviesą iš tokių sunkių elementų, atsirado dar 1990-aisiais, tačiau ši idėja dažniausiai rinkosi dulkes iki 2010 m., Kai tada buvo ką tik nukaldintas UC Berkeley magistrantas Brianas Metzgeris, dabar Kolumbijos universiteto astrofizikos profesorius. kartu su Quataert ir Kasen parašė straipsnį, kuriame jie pirmą kartą apskaičiavo neutronų žvaigždžių nuolaužų radioaktyvumą ir įvertino jų ryškumą.

„Kai šiukšlių debesis plečiasi į kosmosą, - sakė Metzgeris, - radioaktyviųjų elementų skilimas palaiko jį karštą, todėl jis švyti“.

Metzgeris, Quataertas, Kasenas ir bendradarbiai parodė, kad ši neutroninių žvaigždžių susijungimo šviesa buvo maždaug tūkstantį kartų ryškesnė už įprastus nova sprogimus mūsų galaktikoje, motyvuodama juos šiuos egzotiškus blyksnius pavadinti „kilonovomis“.

Vis dėlto liko pagrindiniai klausimai, kaip iš tikrųjų atrodys kilonova.

„Neutronų žvaigždžių jungimosi šiukšlės yra keistos medžiagos - tauriųjų metalų ir radioaktyviųjų atliekų mišinys“, - sakė Kasenas.

Astronomai nežino apie panašius reiškinius, todėl Kasenas ir jo bendradarbiai turėjo pereiti prie pamatinės fizikos ir išspręsti matematines lygtis, apibūdinančias, kaip sunkiųjų atomų kvantinė struktūra lemia, kaip jie skleidžia ir sugeria šviesą.

Jennifer Barnes, Einšteino mokslų daktarė Kolumbijoje, dirbo Berkeley absolvente su Kasenu, kad pateiktų keletą pirmųjų išsamių prognozių, kaip turėtų atrodyti kilonova.

"Kai apskaičiavome neutroninių žvaigždžių susijungimo metu susidariusių elementų neskaidrumus, radome daug variantų. Lengvesni elementai buvo optiškai panašūs į supernovose esančius elementus, tačiau sunkesnieji atomai buvo daugiau nei šimtą kartų neskaidresni nei tai, ką mes įpratę matyti astrofiziniuose sprogimuose “, - sakė Barnesas. "Jei susijungimo šiukšlėse yra sunkių elementų, jų didelis neskaidrumas turėtų suteikti kilonovoms rausvą atspalvį."

„Manau, kad mes pirmą kartą apie tai paskelbėme visą astrofizikų bendruomenę“, - sakė Kasenas. "Mes prognozavome, kad kilonova turėtų būti palyginti silpna ir raudonesnė už raudoną, tai reiškia, kad tai būtų nepaprastai sunku rasti. Be to, mes apibrėžėme rūkymo ginklą - galite pasakyti, kad matote ką tik pagamintą sunkiaisiais elementais pagal jų išskirtinę raudoną spalvą “.

Būtent tai pastebėjo astronomai.

Rugpjūčio mėn. LIGO / Mergelės atradimas apie neutronų žvaigždžių susijungimą reiškė, kad „teismo diena teoretikams ateis greičiau nei tikėtasi“, sakė Kasenas.

„Ilgus metus kilonovos idėja egzistavo tik mūsų teorinėje vaizduotėje ir kompiuteriniuose modeliuose“, - sakė jis. "Atsižvelgiant į sudėtingą fiziką ir į tai, kad mums iš esmės neturėjo jokio stebėjimo indėlio, kuris mus nukreiptų, tai buvo beprotiškai klastinga prognozė - teoretikai ištiesė kaklą."

Duomenims pasibaigus, vieną naktį po kitos vaizdai pradėjo kauptis stebėtinai pažįstamu vaizdu.

Pirmąsias porą naktų stebėjimo metu susijungimo įvykio spalva buvo palyginti mėlyna, o ryškumas ryškiai atitiko kilonovų modelių prognozes, jei išoriniai jungimo šiukšlių sluoksniai buvo pagaminti iš šviesių brangių elementų, tokių kaip sidabras. Tačiau vėlesnėmis dienomis emisija darėsi vis raudonesnė - tai rodo, kad šiukšlių debesies vidiniuose sluoksniuose taip pat yra sunkiausių elementų, tokių kaip platina, auksas ir uranas.

„Bene didžiausia staigmena buvo tai, kaip gerai elgėsi regimasis signalas, palyginti su mūsų teoriniais lūkesčiais“, - pažymėjo Metzgeris. "Niekas niekada anksčiau nematė, kaip neutronų žvaigždės susilieja iš arti. Sudėjus išsamų tokio įvykio vaizdą, reikia plataus spektro fizikos - bendrosios reliatyvumo, hidrodinamikos, branduolinės fizikos, atominės fizikos. Norėdami visa tai sujungti ir sugalvoti gamtos tikrovę atitinkanti prognozė yra tikras teorinės astrofizikos triumfas “.

Kasenas, kuris taip pat buvo stebėjimo grupių, kurios atrado ir vykdė tolesnius šaltinio stebėjimus, narys, prisiminė šio momento jaudulį: „Aš naktimis po nakties buvau virš 3 val., Lygindamas mūsų modelius su naujausiais duomenimis ir galvodamas: „Negaliu patikėti, kad taip nutinka, žiūriu į tai, ko dar nematė Žemėje, ir manau, kad iš tikrųjų suprantu, ką matau“.

Kasenas ir jo kolegos pristatė atnaujintus kilonovų modelius ir teorines stebėjimų interpretacijas darbe, išleistame spalio 16 d. Prieš paskelbiant „Nature“. Jų modeliai taip pat naudojami analizuojant platų duomenų rinkinį, pateiktą septyniuose papildomuose straipsniuose „Nature, Science“ ir „Astrophysical Journal Letters“.

Stebėjimai ne tik patvirtino teorines prognozes, bet ir modeliavimas leido Kasenui ir jo kolegoms apskaičiuoti pagamintos medžiagos kiekį ir cheminę sudėtį. Mokslininkai padarė išvadą, kad pagaminta apie 6 procentai Saulės masės sunkiųjų elementų. Vien aukso derlius siekė apie 200 Žemės, o platinos - beveik 500 Žemės masių.

Iš pradžių astrofizikai manė, kad paprastosios supernovos gali sudaryti sunkiuosius elementus, tačiau su šia teorija visada buvo problemų, sakė vienas iš autorių Enrico Ramirezas-Ruizas, UC Santa Cruz astronomijos ir astrofizikos profesorius. Pasak Ramirezo-Ruizo, nauji stebėjimai patvirtina teoriją, kad neutroninių žvaigždžių susijungimai gali sudaryti visą visatos auksą, taip pat apie pusę visų kitų elementų, sunkesnių už geležį.

„Dažniausiai moksle dirbate, kad palaipsniui pajudėtumėte nusistovėjusį dalyką“, - sakė Kasenas. "Retai pasitaiko, kai gimė visiškai nauja astrofizikos sritis. Manau, mums visiems labai pasisekė, kad turėjome galimybę atlikti tam tikrą vaidmenį".


Žiūrėti video įrašą: 101 puikūs atsakymai į sunkiausius interviu klausimus (Gruodis 2022).