Гравітаційні обсерваторії зафіксували друге злиття нейтронних зір з аномальною масою

Художнє зображення злиття бінарної системи нейтронних зір. Джерело: National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet.

У серпні 2017 року дослідникам з гравітаційної обсерваторії LIGO та європейської VIRGO пощастило вперше в історії зафіксувати зіткнення нейтронних зір. Нині у LIGO підтвердили другий сигнал, який надійшов 25 квітня 2019 року. Що зацікавило вчених, так це незвично висока маса об’єкта, який утворився в результаті цього катаклізму.

Об’єкт W190425

За результатами аналізу, сигнал від 25 квітня найімовірніше надійшов від пари нейтронних зір, які зіткнулися на відстані 287-744 млн світлових років від Землі.

“З традиційних спостережень за допомогою світла нам відомо про 17 бінарних нейтронних систем (систем з двох нейтронних зір – ред.) у нашій Галактиці, ми також визначили маси цих зірок,”

каже бен ФарР, член команди LIGO –

“Нас здивувало те, що об’єднана маса цієї системи виявилася значно вищою, ніж ми очікували.”

Нейтронні зорі переважно складаються з нейтронів. Подібна доля чекає на масивні світила, які завершують своє життя масштабним вибухом та колапсом. Близько 5% відомих нам нейтронних зір входять до так званих бінарних систем.

Як народжуються нейтронні зорі. Science Ukraine

Якщо нейтронні зорі знаходяться достатньо близько одна до одної, їхнє гравітаційне тяжіння змушує їх обертатися навколо спільного центра мас.

Такий смертельний танок породжує у тканині простору-часу гравітаційні хвилі, які були передбачені Айнштайном ще у 1916 році. Утворення цих хвиль відбирає енергію у зір, тож з часом відстань між ними починає скорочуватись. Спіральні орбіти врешті-решт приводять два тіла до катастрофічного зіткнення та злиття, яке супроводжується викидом енергії та гравітаційними хвилями, що розходяться тканиною Всесвіту.

У серпні 2017 року гравітаційні хвилі від злиття нейтронних зір були зафіксовані двома детекторами LIGO на території Північної Америки, крім того світло від цієї події зафіксувала група наземних та космічних телескопів. Сигнал W190425 відрізнявся тим, що його зафіксував лише один детектор LIGO у місті Лівінгстон, оскільки LIGO у Генфорді був тимчасово виведений з операційної роботи на обслуговування.

Симуляція злиття бінарної нейтронної зорі, яка була зареєстрована як сигнал GW190425. Дві нейтронні зорі мають характеристики, що відповідають даним, отриманим гравітаційно-хвильовими детекторами LIGO / VIRGO. Кольорами від червоного, жовтого, зеленого до синього показано збільшення енергії хвилі. Густина нейтронних зір – від світлого до темно-синього відповідає зміні густини від 200 тис. до 600 млн тонн на кубічний сантиметр, відповідно.

Європейській гравітаційній обсерваторії VIRGO не вдалося чітко зафіксувати це злиття через відносну слабкість сигналу. Однак, використовуючи дані LIGO у Генфорді та записи VIRGO, дослідникам вдалося встановити приблизний напрямок, відстань та масу об’єкта.

Дані LIGO показали, що маса об’єкта, народженого в результаті злиття, приблизно в 3,4 раза перевищувала масу нашого Сонця. Водночас, густина первинної нейтронної зорі у бінарній системі в 70-140 трильйонів разів перевищувала густину свинцю.

Більша, ніж очікувалося

Сумарні маси відомих бінарних нейтронних систем у нашій галактиці не перевищують 2,9 сонячної маси. Таке відхилення у визначеній масі W190425 наштовхнуло дослідників на інші можливі пояснення.

За однією з гіпотез, це могло бути злиття не двох нейтронних зір, а нейтронної зорі та чорної діри, оскільки чорні діри мають більшу масу. Однак, якби це була чорна діра, вона мала би бути виключно малим представником свого класу.

“Дані розкрили нам маси об’єктів, і маси окремих тіл найбільше відповідають нейтронним зорям. Втім, загальна маса утвореного бінарного об’єкта значно вища, ніж у будь-якої відомої бінарної системи нейтронних зір Галактики,”

– пояснює Сурабхі Сагдев , член команди LIGO.

На думку Сагдева, такі умови можуть вказувати на особливу історію формування цієї пари.

Як виникають пари нейтронних зір?

Історія життя зірок є не менш драматичною за людське. Якщо дві масивні зорі у бінарній системі закінчують життя, залишаючи нейтронне ядро, ми можемо спостерігати постмортем історію пари нейтронних зір. Але трапляється так, що у систему об’єднуються два окремих нейтронних “привида”, які знаходяться у щільному міжзоряному середовищі.

Дані з сигналу W190425 не надали відповідей, які б вказали на той чи інший сценарій формування цієї бінарної системи. Проте дослідники сподіваються, що нові моделі та майбутні спостереження допоможуть їм це зрозуміти.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

19 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також
Далі

Жорстка посадка Скіапареллі: що пішло не так під час марсіанської місії ЄКА ExoMars 2016

Спускний апарат Скіапареллі розбився на поверхні Марса, так і не вийшовши на зв’язок з Землею. Дослідники Європейського космічного…
Чумацький шлях галактика
Далі

Астрономи підтвердили існування другої за величиною чорної діри в нашій галактиці

Японські астрономи зафіксували присутність величезної чорної діри, маса якої у сто тисяч разів перевищує масу Сонця. Середнього розміру…