Астрономи зафіксували друге зіткнення нейтронних зірок (ВІДЕО)

25 квітня 2019 року в 520 мільйонах світлових років від нас зіткнулися і злилися дві нейтронні зірки. І астрономи, що займаються гравітаційними хвилями, зуміли засікти цю подію.

Подія отримала код GW190425, хоча це лише друге зареєстроване зіткнення нейтронних зірок.

Перше зіткнення нейтронних зірок було зареєстровано в серпні 2017 року. Тоді вчені зібрали величезну кількість даних з найрізноманітніших інструментів для спостереження. Такий спосіб всебічного спостереження називається багатоканальною астрономією.

Новий запис дозволив підтвердити висновки попереднього, каже спікер Virgo, фізик Джо ван дер Бранд з Маастрихтського університету в Нідерландах:

«Ми засікли другу подію, відповідно бінарній системі нейтронних зірок, і це є важливим підтвердженням події в серпні 2017 року, яке стало новим початком багатоканальної астрономії».

Але були і деякі важливі відмінності.

На відміну від першого зіткнення (GW170817) на цей раз не було світла. Почасти це пояснюється великою відстанню. А почасти тим, що в момент події один з двох детекторів LIGO був відключений. До того ж сигнал був занадто слабким, щоб його міг засікти Virgo.

В результаті дуже складно було відстежити джерело сигналу, але постійна робота Virgo дозволила міжнародній команді астрономів хоча б звузити область пошуків до відносно невеликої області - приблизно 20% неба.

Втім, навіть без оптичних даних сигнал можна розшифрувати і дізнатися масу, положення і спин об'єктів, що зіткнулися.

Тут вчених чекав сюрприз. Судячи по хвилі, одна з нейтронних зірок мала масу в 1,4 рази більша за Сонце, а друга - приблизно в 2 рази більша за Сонце.

За словами фізика-теоретика Сьюзан Скотт з Австралійського національного університету і ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, астрономи "дуже здивувалися, дізнавшись загальну масу цієї древньої бінарної системи нейтронних зірок - приблизно 3,4 сонячної маси - адже це значення значно перевершує масу всіх відомих бінарних систем нейтронних зірок в нашій галактиці. "

Це може означати, що виявлена стародавня бінарна система сформувалася не так, як формувалися подібні системи в нашій галактиці Чумацький шлях. Більш того, можливо, наші інструменти просто не знаходять настільки масивні бінарні нейтронні зірки.

Маси нейтронних GW170817 лежали в проміжку від 1,1 до 1,6 сонячної маси. В результаті вийшов об'єкт масою близько 2,7 маси Сонця. І хоча на даний момент астрономи зафіксували лише два злиття нейтронних зірок, їм вдалося знайти ще 17 систем нейтронних зірок, що не злилися  в Чумацькому шляху. І серед цих 17 максимальна сумарна маса системи становить 2,9 сонячної маси.

Це може допомогти астрономам зрозуміти, як формуються бінарні системи з нейтронних зірок. Вчені розглядають два можливі сценарії: або зірки народжуються разом, або вони "ловлять" одна одну вже після народження. Неясно, який з цих сценаріїв породив GW190425. Можливо, вдасться знайти відповідь за допомогою комп'ютерного моделювання.

Об'єкт, що вийшов в результаті злиття, теж представляє інтерес для науки, тому що він знаходиться прямо в "масової щілини" (mass gap) - проміжку мас між найбільшими нейтронними зірками і найменшими чорними дірами.

І нейтронні зірки, і чорні діри - це занадто щільні останки мертвих зірок, але ми жодного разу не бачили чорну діру менше 5 сонячних мас або нейтронну зірку важче 2,5 сонячної маси.

Поки що ми не знаємо, чи стала GW190425 нейтронною зіркою або чорною дірою, але цей результат може багато нам розповісти про таємничий розрив мас.

Фото: pixabay.com

Відео: Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) / CoRe - Computational Relativity