|
Обнаружен объект из необъяснимого провала масс
|
|
|
|
Исследователи из Института космологии и гравитации (ICG) Портсмутского университета помогли обнаружить необычный гравитационно-волновой сигнал, который может стать ключом к разгадке космической тайны. Это открытие является одним из последних результатов, объявленных сегодня (5 апреля) коллаборацией LIGO-Virgo-KAGRA, в которую входят более 1600 ученых со всего мира, включая членов ICG, стремящихся обнаружить гравитационные волны и использовать их для изучения основ науки. В мае 2023 года, вскоре после начала четвертого цикла наблюдений LIGO-Virgo-KAGRA, детектор LIGO Livingston в Луизиане, США, зафиксировал гравитационно-волновой сигнал от столкновения того, что, скорее всего, является нейтронной звездой, с компактным объектом, масса которого в 2,5-4,5 раза превышает массу нашего Солнца.
|
|
|
|
Нейтронные звезды и черные дыры - это компактные объекты, плотные остатки массивных звездных взрывов. Что делает этот сигнал, получивший название GW230529, интригующим, так это масса более тяжелого объекта. Он находится в пределах возможного разрыва в массе между самыми тяжелыми из известных нейтронных звезд и самыми легкими черными дырами. Сам по себе гравитационно-волновой сигнал не может раскрыть природу этого объекта. Будущие обнаружения подобных событий, особенно тех, которые сопровождаются всплесками электромагнитного излучения, могли бы помочь решить эту проблему. “Это обнаружение, первый из наших захватывающих результатов четвертого цикла наблюдений LIGO-Virgo-KAGRA, показывает, что частота подобных столкновений между нейтронными звездами и черными дырами малой массы может быть выше, чем мы предполагали ранее”, - говорит доктор Джесс Макайвер, доцент Университета Британской Колумбии и Заместитель пресс-секретаря научного сотрудничества LIGO.
|
|
|
Поскольку это событие было замечено только одним детектором гравитационных волн, оценить, реально оно или нет, становится все труднее. Доктор Гарет Кабурн Дэвис (Gareth Cabourn Davies), инженер-программист-исследователь ICG, разработал инструменты, используемые для поиска событий в одном детекторе. Он сказал: “Подтверждение событий путем просмотра их на нескольких детекторах - это один из наших самых мощных инструментов для отделения сигналов от шума. Используя соответствующие модели фонового шума, мы можем судить о событии, даже если у нас нет другого детектора, подтверждающего то, что мы видели”. До обнаружения гравитационных волн в 2015 году массы черных дыр звездной массы в основном определялись с помощью рентгеновских наблюдений, в то время как массы нейтронных звезд определялись с помощью радионаблюдений. Полученные результаты измерений были разделены на два различных диапазона с разницей между ними примерно в 2-5 раз больше массы нашего Солнца. На протяжении многих лет небольшое количество измерений приближалось к разнице в массе, которая остается предметом ожесточенных споров среди астрофизиков.
|
|
|
|
Анализ сигнала GW230529 показывает, что он возник в результате слияния двух компактных объектов, один из которых имеет массу, в 1,2-2,0 раза превышающую массу нашего Солнца, а другой чуть более чем в два раза массивнее. Хотя гравитационно-волновой сигнал не дает достаточной информации, чтобы с уверенностью определить, являются ли эти компактные объекты нейтронными звездами или черными дырами, представляется вероятным, что более легкий объект является нейтронной звездой, а более тяжелый - черной дырой. Ученые из коллаборации LIGO-Virgo-KAGRA уверены, что более тяжелый объект находится в пределах разрыва в массе. Наблюдения за гравитационными волнами в настоящее время позволили провести почти 200 измерений масс компактных объектов. Из них только еще одно слияние могло быть связано с компактным объектом с разрывом в массе - сигнал GW190814 был получен в результате слияния черной дыры с компактным объектом, масса которого превышает массу самых тяжелых известных нейтронных звезд и, возможно, находится в пределах разрыва в массе.
|
|
|
|
“Хотя ранее сообщалось об объектах с разрывом в массе как в гравитационных, так и в электромагнитных волнах, эта система особенно интересна, потому что это первое обнаружение гравитационно-волнового объекта с разрывом в массе в паре с нейтронной звездой”, - говорит доктор Сильвия Бисковяну из Северо-Западного университета. “Наблюдение за этой системой имеет важное значение как для теорий бинарной эволюции, так и для электромагнитных аналогов слияний компактных объектов”. Планируется, что четвертый цикл наблюдений продлится 20 месяцев, включая двухмесячный перерыв для проведения технического обслуживания детекторов и внесения ряда необходимых улучшений. К 16 января 2024 года, когда начался текущий перерыв, был выявлен в общей сложности 81 потенциальный источник сигнала. GW230529 - первый из них, опубликованный после детального изучения.
|
|
|
|
Четвертый цикл наблюдений возобновится 10 апреля 2024 года с использованием детекторов LIGO Hanford, LIGO Livingston и Virgo, работающих совместно. Исследование продлится до февраля 2025 года без дальнейших запланированных перерывов в наблюдениях. Пока продолжается цикл наблюдений, исследователи LIGO-Virgo-KAGRA анализируют данные за первую половину цикла и проверяют оставшиеся 80 значимых сигналов-кандидатов, которые уже были идентифицированы. К концу четвертого цикла наблюдений в феврале 2025 года общее число наблюдаемых гравитационно-волновых сигналов должно превысить 200.
|
|
|
|
Источник
|
