خمس حقائق أن نعرف إذا LIGO سيتم الكشف عن اندماج النجوم النيوترونية

مارتن ريس قال ذات مرة: "يصبح من الواضح أن بمعنى الكون يوفر فقط المختبرية التي نجحت في خلق الظروف القاسية لاختبار الأفكار الجديدة من فيزياء الجسيمات. الطاقة الانفجار الكبير كان أعلى بكثير مما نستطيع تحقيقه على الأرض. ولذلك في البحث عن الأدلة من الانفجار الكبير و دراسة أشياء مثل النجوم النيوترونية ، ونحن في الواقع درس الفيزياء الأساسية".

إذا كان هناك فرق كبير بين النسبية العامة و نيوتن الجاذبية ، فمن ذلك: في نظرية اينشتاين ان لا شيء يدوم إلى الأبد. حتى إذا كان لديك اثنين مستقر على الاطلاق الشامل التي تدور حول بعضها البعض – الجماهير الذي لم يحرق ، لا تفقد المواد و لا تغيير مداراتها تدريجيا التهاوي. وإذا كان نيوتن في الجاذبية ، وهما الجماهير سوف تدور حول المشترك مركز الثقل إلى الأبد ، النسبية العامة يخبرنا أن كمية صغيرة من الطاقة المفقودة في كل مرة عندما الشامل هو تسارع من مجال الجاذبية التي تمر عبرها. هذه الطاقة لا تختفي ، ولكن تتم بعيدا في شكل موجات الجاذبية. على مدى فترات طويلة من الوقت سوف تكون يشع طاقة كافية povyshauschie اثنين من الجماهير تلمس بعضها البعض الدمج. ثلاثة LIGO شاهد هذا المثال من الثقوب السوداء. ولكن ربما حان الوقت لاتخاذ الخطوة التالية و نرى أول اندماج النجوم النيوترونية ، يقول إيثان سيجل مع Medium.com.

أي الجماهير التي تقع في هذه الجاذبية الرقص سوف تنبعث منها موجات الجاذبية ، مما تسبب في المدار أن تنتهك. الأسباب LIGO وقد تم الكشف عن الثقوب السوداء ثلاثة:

1. فهي لا يصدق ضخمة
2. هم الأكثر المدمجة الكائنات في الكون
3. في المرة الأخيرة من الاندماج أنها تدور في التردد المناسب حتى يتمكنوا من إصلاح الليزر LIGO الأكمام

كل ذلك معا – كتلة كبيرة على بعد مسافة قصيرة ، و الصحيح نطاق التردد – إعطاء فريق كبير LIGO البحث ، قد تجد دمج الثقوب السوداء. تموجات من هذه ضخمة الرقص يمتد على عدة بلايين من السنوات الضوئية حتى تصل إلى الأرض.

على الرغم من أن الثقوب السوداء يجب أن يكون لديك قرص التراكم ، الإشارات الكهرومغناطيسية التي لديها الثقوب السوداء إلى تطوير لا تزال بعيدة المنال. إذا كان الملف اللولبي هو جزء من هذه الظاهرة موجودة ، ينبغي أن تنتج النجوم النيوترونية.

الكون من كائنات مثيرة للاهتمام التي تنتج موجات الجاذبية الكبيرة الحجم. الثقوب السوداء في مراكز المجرات أكل الغاز الغيوم والكواكب والكويكبات وحتى غيرها من النجوم والثقوب السوداء باستمرار. للأسف, لأن الحدث آفاق ضخمة تتحرك في مدار ببطء شديد و تعطي خاطئة مجموعة من الترددات التي LIGO يمكن الكشف عنها. الأقزام البيض, النجوم الثنائية وغيرها من الأنظمة الكوكبية نفس المشكلة: هذه الكائنات جسديا كبيرة جدا وبالتالي تتحرك في مدار فترة طويلة جدا. طالما أننا بحاجة إلى مساحة مرصد موجات الجاذبية ، أن نراهم. ولكن هناك شيء آخر أمل المطلوب مزيج من الخصائص (الوزن ، الاكتناز و التردد المطلوب) أن ينظر إليها من قبل LIGO: دمج النجوم النيوترونية.

حالما اثنين من النجوم النيوترونية تدور حول بعضها البعض ، نظرية النسبية العامة تتنبأ التهاوي المداري و الجاذبية والإشعاع. في المراحل الأخيرة من عملية الدمج التي لم لوحظ في موجة الجاذبية السعة تكون في ذروتها LIGO سوف تكون قادرة على الكشف عن هذا الحدث

النجوم النيوترونية ليست ضخمة كما الثقوب السوداء, ولكن من المرجح أن يكون مرتين إلى ثلاث مرات أكبر كتلة من الشمس: حوالي 10-20% من الجماهير سابقا الكشف عن الأحداث LIGO. هم تقريبا مدمجة بقدر الثقوب السوداء ، مع الحجم المادي فقط نصف قطرها عشرة أميال. على الرغم من أن الكميات انهيار في الظلام الثقب الأسود إلى التفرد ، لديهم أفق الحدث و الحجم الفعلي النجم النيوتروني (هذا هو أساسا مجرد العملاقة نواة الذرة) هو أعلى قليلا من أفق الحدث لثقب أسود. وتيرتها خاصة في الثواني الأخيرة دمج رائع LIGO حساسية. إذا حدث ويحدث في المكان المناسب, ونحن سوف تكون قادرة على معرفة خمسة الحقائق لا يصدق.

خلال حلزونية التواء اندماج اثنين من النجوم النيوترونية أن تكون كمية هائلة من الطاقة و العناصر الثقيلة, موجات الجاذبية و الإشارات الكهرومغناطيسية ، كما هو مبين في الصورة

هل النجوم النيوترونية خلق انفجارات اشعة غاما?

هناك تفكير: ما هي قصيرة انفجارات اشعة غاما التي هي نشيطة بشكل لا يصدق ، ولكن تلبية أقل من ثانيتين سببها دمج النجوم النيوترونية. أنها تنبع من المجرات القديمة في المناطق التي لا تولد النجوم, ولذلك فقط ممتاز الجثث غير قادر على تفسيرها. ولكن حتى نعرف ما هو قصير انفجار اشعة غاما, لا يمكننا التأكد ما يسبب ذلك. إذا LIGO سوف تكون قادرة على تسجيل اندماج النجوم النيوترونية على موجات الجاذبية ، و يمكننا أن نرى قصير انفجار اشعة غاما مباشرة بعد ذلك, سيكون النهائي تأكيد واحدة من الأكثر إثارة للاهتمام الأفكار الفلكية.

اثنين دمج النجوم النيوترونية ، كما هو موضح هنا, لا تدور و تنبعث منها موجات الجاذبية ، لكنها أكثر صعوبة للكشف عن من الثقب الأسود. ومع ذلك, على عكس الثقوب السوداء ، فقد رمي جزء من كتلتها مرة أخرى في الكون حيث هناكسوف تساهم في شكل العناصر الثقيلة

عندما النجوم النيوترونية تصطدم ما جزء من يصبح كتلة الثقب الأسود ؟

إذا كنت تبحث في العناصر الثقيلة في الجدول الدوري و أتساءل كيف أنها جاءت من يتبادر إلى الذهن هو "سوبر نوفا". في نهاية هذه القصة هو مشترك من قبل علماء الفلك و هو صحيح جزئيا. ولكن معظم العناصر الثقيلة في الجدول الدوري — الزئبق الذهب التنغستن ، الرصاص ، وما إلى ذلك ، في الواقع ولدت في اصطدام النجوم النيوترونية. معظم كتلة من النجوم النيوترونية ، حوالي 90-95% ينفق على خلق ثقب أسود في مركز ولكن ما تبقى من الطبقات الخارجية يتم إخراجه ، وتشكيل غالبية هذه العناصر في مجرتنا. وتجدر الإشارة إلى أنه إذا كان مجموع كتلة من اثنين دمج النجوم النيوترونية أقل من عتبة معينة ، فإنها سوف تشكل النجم النيوتروني لا ثقب أسود. فمن النادر ، لكنه ليس مستحيلا. و بالضبط كم من الكتلة طرد خلال هذا الحدث ، نحن لا نعرف. إذا LIGO سيتم تسجيل هذا الحدث لمعرفة ذلك.

هنا توضح مجموعة خيارات متقدمة LIGO وقدرته على تسجيل اندماج الثقوب السوداء. دمج النجوم النيوترونية يمكن الحصول على واحد فقط العاشرة من نطاق ولها 0.1% من الحجم العادي ، ولكن إذا كان الكثير من النجوم النيوترونية, LIGO البحث

مدى LIGO يمكن أن نرى اندماج النجوم النيوترونية?

هذا الموضوع خصص عدم الكون في حد ذاته ، بل كيف كبيرة حساسية LIGO البناء. في حالة الضوء ، إذا كان الكائن 10 مرات وبعد ذلك سوف تكون 100 مرة باهتة ، ولكن مع موجات الجاذبية ، إذا كان الكائن هو 10 مرة أخرى بعيدا ، الجاذبية-موجة إشارة فقط 10 مرات أضعف. LIGO يمكن مراقبة الثقوب السوداء الملايين من السنوات الضوئية ، ولكن النجم النيوتروني سوف تكون مرئية فقط في حالة إذا كانت تندمج في أقرب المجرة مجموعات. إذا كنا نرى مثل هذا الاندماج ، فإننا سوف تكون قادرة على التحقق من مدى جودة المعدات ، أو كيف جيدة ينبغي أن يكون.

عند دمج اثنين من النجوم النيوترونية ، كما هو موضح هنا لديهم لخلق أشعة غاما طائرات, فضلا عن غيرها من الظواهر الكهرومغناطيسية التي في حالة الأرض القرب المميزة لدينا أفضل المراصد

ما هو شفق اليسرى بعد اندماج النجوم النيوترونية?

نحن نعرف في بعض الحالات أن قوي الحدث ، المقابلة اصطدام النجوم النيوترونية التي حدثت بالفعل و أن يغادروا التوقيعات الأخرى الكهرومغناطيسية العصابات. بالإضافة إلى أشعة غاما يمكن أن الأشعة فوق البنفسجية, البصرية, الأشعة تحت الحمراء أو مكونات الراديو. أو أنه يمكن أن يكون متعدد الأطياف العنصر الذي يتجلى في كل خمسة فرق في هذا النظام. عندما LIGO سيتم الكشف عن اندماج النجوم النيوترونية ، يمكننا التقاط واحدة من أكثر مذهلة ظواهر الطبيعة.

النجم النيوتروني ، على الرغم تتكون من الجسيمات المحايدة ، وتنتج أقوى المجالات المغناطيسية في الكون. عندما النجوم النيوترونية دمج لديهم لإنتاج كل موجات الجاذبية و الكهرومغناطيسية التواقيع

لأول مرة سوف تكون قادرة على الجمع بين الجاذبية-موجة علم الفلك التقليدي

الحدث السابق ، القبض LIGO, مثير للإعجاب, ولكن لم يكن لدينا الفرصة لمراقبة هذا الدمج من خلال التلسكوب. نحن حتما تواجه اثنين من العوامل:

• الحدث المواقف لا يمكن تحديد بدقة مع اثنين فقط من كشف ، في مبدأ
• دمج الثقوب السوداء لا يكون مشرق الكهرومغناطيسية (الضوء) المكونات

الآن أن العذراء يعمل في تزامن مع اثنين LIGO كشف نحن يمكن إلى حد كبير تحسين فهم فيها في الفضاء يولدون من هذه موجات الجاذبية. ولكن الأهم من ذلك ، كما اندماج النجوم النيوترونية يجب أن يكون الكهرومغناطيسية عنصر ، وهذا قد يعني أن أول الجاذبية-موجة علم الفلك و علم الفلك التقليدي سيتم استخدامها معا لرصد نفس الحدث في الكون!

دوامة اللف دمج اثنين من النجوم النيوترونية ، كما هو موضح هنا ، ينبغي أن يؤدي إلى ظهور إشارة محددة من موجات الجاذبية. أيضا الوقت من الاندماج يجب أن تخلق الإشعاع الكهرومغناطيسي التي هي فريدة من نوعها و يمكن تحديدها في نفسها

لقد دخلنا حقبة جديدة في علم الفلك ، والتي تستخدم ليس فقط التلسكوبات و مقياس. نحن نستخدم الضوء ليس فقط, ولكن أيضا موجات الجاذبية, لمعرفة وفهم الكون. إذا كان النجم النيوتروني الاندماج يبدو أن LIGO ، حتى لو كانت نادرة ، والكشف عن سرعة منخفضة ، يمكننا عبور المقبل الحدود. الجاذبية, السماء ضوء لم يعد غرباء عن بعضهم البعض. سوف تكون خطوة واحدة أقرب إلى فهم كيفية الأكثر تطرفا الكائنات في الكون ، سيكون لدينا نافذة في الفضاء ، والتي لم تكن موجودة من أي وقت مضى و لا أحد آخر.