Гравитационно-волновой всплеск GW170817, вероятно, привёл к появлению чёрной дыры

Гравитационные волны
Иллюстрация гравитационных волн. Авторы и права: NASA / CXC / M.Weiss.

Зрелищное слияние двух нейтронных звёзд прошлой осенью, которое породило гравитационные волны, вероятно, привело ещё к кое-чему интересному: рождению чёрной дыры, которая является самой “лёгкой” из когда-либо обнаруженных.

В новом исследовании были проанализированы данные рентгеновской обсерватории “Чандра” (НАСА), полученные в дни, недели и месяцы после обнаружения гравитационных волн с помощью лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO и космического гамма-телескопа “Ферми”, 17 августа 2017 года.

В то время как почти каждый телескоп, находящийся в распоряжении профессиональных астрономов наблюдал этот источник, известный официально как GW170817, рентгеновские данные “Чандра” имеют решающее значение для понимания того, что именно произошло после столкновения двух нейтронных звёзд.

Благодаря данным LIGO астрономы с высокой точностью оценили массу объекта, возникшего в результате слияния нейтронных звёзд. Она примерно в 2,7 раза превысила массу Солнца. Таким образом это либо самая массивная нейтронная звезда, либо самая маленькая чёрная дыра. Предыдущие рекордсмены для последних не менее чем в четыре или даже пять раз массивнее Солнца.

“Хотя нейтронные звёзды и чёрные дыры – весьма загадочны, мы изучили многих из них с помощью телескопов, таких как Чандра”, – сказал Дэйв Пули (Dave Pooley) из Университета Тринити в Сан-Антонио, штат Техас, который руководил исследованием. “Это означает, что у нас есть и данные, и теории о том, как такие объекты будут вести себя в рентгеновском спектре”.

Событие GW170817
GW170817 – первый зарегистрированный гравитационно-волновой всплеск, произошедший в результате слияния двух нейтронных звёзд. Авторы и права: NASA / CXC / Trinity University / D. Pooley et al.

Наблюдения “Чандры” говорят о том, что если бы нейтронные звёзды слились и образовали более тяжёлую нейтронную звезду, то из-за быстрого вращения она создала бы очень сильное магнитное поле, что, в свою очередь, создало бы расширяющийся пузырь частиц высокой энергии, который привёл бы к появлению мощного рентгеновского излучения. Вместо этого данные “Чандра” показывают уровни рентгеновского излучения, которые в несколько сотен раз ниже ожидаемых для быстро вращающейся нейтронной звезды, подразумевая, что вероятнее всего слияние привело к образованию чёрной дыры.

Данные “Чандра”, полученные через два-три дня после события не выявили источника, однако последующие наблюдения спустя 9, 15 и 16 дней после события привели к его обнаружению. Вскоре источник скрылся за Солнцем, и его новые следы в данных Чандра появились примерно через 110 и 160 дней после события.

“Возможно, мы ответили на один из основных вопросов об этом ослепительном событии: что именно оно сформировало?”, сказал соавтор исследования Паван Кумар (Pawan Kumar) из Техасского университета в Остине. “Астрономы давно подозревают, что слияния нейтронных звёзд приводят к образованию чёрной дыры, но до сих пор у нас не было необходимых доказательств”.

Выводы команды Пули могут быть проверены будущими рентгеновскими и радио наблюдениями. Если остатки окажутся нейтронной звездой с сильным магнитным полем, то яркость источника будет достаточно высока в рентгеновских и радиоволнах. Если это чёрная дыра, астрономы ожидают, что она будет становиться слабее со временем.

“В начале моей карьеры астрономы могли наблюдать только нейтронные звёзды и чёрные дыры в нашей собственной галактике, а теперь мы наблюдаем эти экзотические объекты далеко в космосе”, – сказал соавтор Брюс Госсан (Bruce Gossan) из Калифорнийского университета в Беркли. “Мы живём в удивительное время, когда инструменты, такие как LIGO и “Чандра” показывают нам так много захватывающих вещей, которые существуют во Вселенной”.


Больше информации: http://iopscience.iop.org/

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *