Fem fakta, at vi ved, hvis LIGO vil registrere fusionen af neutron-stjerner

Martin Rees sagde engang, "det Bliver klart, at i en vis forstand kosmos giver det eneste laboratorium i, som med succes skabt ekstreme betingelser for afprøvning af nye idéer fra partikel fysik. Energi Big Bang var meget højere end vi kan nå på Jorden. Derfor, i søgen efter beviser for Big Bang og studere ting som neutronstjerner, vi faktisk har studeret fundamental fysik".

Hvis der er én væsentlig forskel mellem den Generelle relativitetsteori, og Newtons tyngdekraft, det er denne: i Einsteins teori, intet varer for evigt. Selv hvis du havde to helt stabil masse, der kredser om hinanden – masserne, der aldrig brænde, ikke mister materiale, og ikke ændre deres baner efterhånden ødelagte. Og hvis i Newtons tyngdekraft, to masserne vil dreje om deres fælles tyngdepunkt for evigt, den Generelle relativitetsteori fortæller os, at en lille mængde energi, der er gået tabt hver gang, når massen er fremskyndet af den gravitationelle felt, hvorigennem det passerer. Denne energi ikke forsvinder, men bliver båret væk i form af gravitationelle bølger. Over længere tid vil blive udstrålet energi nok til at povyshauschie to masserne røre hinanden og flette. Har tre LIGO set dette med eksemplet af sorte huller. Men måske er det tid til at tage det næste skridt og se den første fusion af neutron-stjerner, siger Ethan Siegel med Medium.com.

Enhver masserne, der falder i denne gravitationelle dans udsender gravitationsbølger, der forårsager kredsløb for at blive overtrådt. Hvorfor LIGO har registreret, sorte huller, tre:

1. De er utroligt massiv
2. de er De mest kompakte objekter i Universet
3. I den sidste tid af fusionen vil de rotere på den rigtige frekvens, så de kan løse laser LIGO ærmer

Det Alle sammen – store masse, en kort afstand, og den korrekte frekvens rækkevidde – give holdet en enorm LIGO søgning, kan de finde de fusionerende af sorte huller. Krusningerne fra disse massive dans strækker sig over mange milliarder af lysår, og selv når Jorden.

Selvom sorte huller er nødt til at have den disk tilvækst, elektromagnetiske signaler, der er sorte huller til at udvikle sig, være svær at opnå. Hvis magnetventilen er en del af det fænomen, der er til stede, skal det producere neutron-stjerner.

Universet har mange andre interessante objekter, der producerer tyngdekraften bølger af stort omfang. Supertunge sorte huller i centrum af galakser spise gas skyer, planeter, asteroider og andre stjerner og sorte huller hele tiden. Desværre, fordi deres begivenhed horisont er enorm, de bevæger sig i en bane meget langsomt og give det forkerte spektrum af frekvenser, der LIGO kunne opdage. Hvide dværge, binære stjerner og andre planetsystemer har det samme problem: disse objekter er fysisk for store, og derfor bevæger sig i kredsløb, alt for længe. Så længe, at vi havde brug for en space Observatory for gravitationelle bølger, til at se dem. Men der er en anden håber, at det har den ønskede kombination af egenskaber (vægt, kompakthed, den ønskede frekvens) til at blive set ved LIGO en sammenlægning af neutronstjerner.

snarest to neutron-stjerner kredser omkring hinanden, den Generelle relativitetsteori forudsiger, orbital henfald og gravitationel stråling. I de sidste faser af fusionen – som aldrig er blevet observeret i gravitationel bølge amplitude vil være på sit højeste, og LIGO vil være i stand til at opdage den begivenhed

Neutron-stjerner er ikke så massiv som sorte huller, men de er tilbøjelige til at være to til tre gange tungere end Solen: omkring 10-20% af masserne tidligere har registreret begivenheder LIGO. De er næsten lige så kompakt som sorte huller, med en fysisk størrelse på kun ti miles radius. På trods af det faktum, at kvanter sammenbrud i den mørke sorte hul til singulariteten, de har event horizon og den fysiske størrelse af neutronstjerne (dette er først og fremmest bare en kæmpe atomkerne) er lidt højere end den begivenhed horisont af et sort hul. Deres frekvens, især i de sidste par sekunder fusionere, fantastisk til LIGO-følsomhed. Hvis der indtræffer en begivenhed i det rigtige sted, vil vi være i stand til at vide om fem utrolige fakta.

Under spiralformede drejning og fusion af to neutronstjerner at være en enorm mængde energi og tunge elementer, gravitationelle bølger og elektromagnetiske signaler, som vist på billedet

Gøre neutronstjerner skabe gamma-ray bursts?

Der er en interessant tanke: hvad er korte gamma-ray bursts, som er utrolig energisk, men mødes i mindre end to sekunder er forårsaget af de fusionerende neutronstjerner. De stammer fra gamle galakser i områder, hvor ingen nye stjerner bliver født, og derfor kun stjernernes lig er ude af stand til at forklare dem. Men indtil vi ved, som der er en kort gammaglimt, kan vi ikke være sikre på, hvad der er årsag til det. Hvis LIGO vil være i stand til at registrere fusionen af neutron-stjerner på gravitationelle bølger, og vi kan se en kort gammaglimt umiddelbart efter, at det vil være den endelige bekræftelse af en af de mest interessante idéer om astrofysik.

To fusionerende neutronstjerner, som er vist her, gør spin og udsender gravitationsbølger, men de er meget sværere at opdage end sort hul. Men i modsætning til sorte huller, de er nødt til at smide en del af sin masse tilbage i det Univers, hvor dervil bidrage i form af tunge elementer

Når neutronstjerner kolliderer, hvilken del af deres massen bliver til et sort hul?

Hvis du ser på tunge grundstoffer i den periodiske tabel, og spekulerer på, hvor de kom fra, kommer til at tænke på "supernova". I slutningen, denne historie er delt af astronomer, og det er delvist sandt. Men de fleste tunge grundstoffer i den periodiske tabel — kviksølv, guld, wolfram, bly osv., faktisk er født i kollision af neutronstjerner. De fleste af massen af en neutron stjerner, omkring 90-95% er brugt på at skabe et sort hul i centrum, men de resterende ydre lag er skubbet ud, der udgør et flertal af disse elementer i vores galakse. Det skal bemærkes, at hvis den samlede masse af de to fusionerende neutron-stjerner under en vis tærskel, vil der dannes en neutronstjerne, ikke et sort hul. Det er sjældent, men ikke umuligt. Og nøjagtigt, hvor meget masse, der er slynget ud under sådan en begivenhed, vi ikke kender. Hvis LIGO vil registrere denne begivenhed for at finde ud af.

Her illustrere størrelsesordenen Advanced LIGO og dens evne til at registrere fusionen af sorte huller. Fletning af neutronstjerner kan få kun en tiendedel af rækken og har 0.1% af det normale volumen, men hvis en masse af neutron-stjerner, LIGO find

Hvor langt LIGO kan se en fusion af neutron-stjerner?

Dette spørgsmål er helliget til ikke at Universet i sig selv, men snarere hvor stor følsomhed LIGO konstruktion. I tilfælde af lys, hvis objektet 10 gange, så vil det være 100 gange svagere, men med gravitationsbølger, hvis objektet er 10 gange længere væk, gravitational-wave-signal er kun 10 gange svagere. LIGO kan observere sorte huller, der er mange millioner af lysår, men neutronstjerne, vil være synligt kun i tilfælde, hvis de fusionerer ind i den nærmeste galaktiske stjernehobe. Hvis vi ser sådan en fusion, vil vi være i stand til at tjekke, hvor god vores udstyr er, eller hvor godt det skal være.

Når du fletter to neutronstjerner, som er vist her, de har til at oprette gamma-ray jetfly, samt andre elektromagnetiske fænomener, som i tilfælde af terrænnærhed skelnes vores bedste observatorier

Hvad er efterglød tilbage efter fusionen af neutron-stjerner?

Vi kender i nogle tilfælde, at en stærk begivenhed, der svarer til den kollisioner af neutron-stjerner, der allerede er indtruffet, og at de forlader underskrifter i andre elektromagnetiske bands. I tillæg til gamma stråler kan være ultraviolet lys, synligt lys, infrarød eller radio komponenter. Eller det kan være en multispektral komponent, som er manifesteret i alle fem bands, i nævnte rækkefølge. Når LIGO vil registrere fusionen af neutron-stjerner, vi kunne fange en af de mest forbløffende fænomener i naturen.

en neutronstjerne, men består af neutrale partikler, producerer den stærkeste magnetfelter i Universet. Når neutronstjerner fusionere, de har til at producere både gravitationelle bølger og elektromagnetiske signaturer

< h2>, kan Vi først kombinere gravitational-wave astronomy med den traditionelle

Den Tidligere begivenhed, fanget LIGO, var imponerende, men vi har ikke haft mulighed for at observere denne sammensmeltning gennem et teleskop. Vi er uundgåeligt står med to faktorer:

den

• begivenhed Positioner ikke kan bestemmes præcist med kun to detektorer, der i princippet
• Fletning af sorte huller har ikke en lys elektromagnetisk (lys) komponenter

Nu, at JOMFRUEN arbejder i sync med de to LIGO detektorer, kan vi i høj grad en bedre forståelse af, hvor i rummet er født af disse gravitationelle bølger. Men hvad vigtigere er, som sammenlægningen af neutron-stjerner, der bør have en elektromagnetisk komponent, kan dette betyde, at den første gravitational-wave astronomy og traditionelle astronomi vil blive brugt sammen for at overvåge den samme begivenhed i Universet!

Spiral snoning og fletning af to neutronstjerner, som er vist her, skal føre til fremkomsten af en bestemt signal af gravitationelle bølger. Også tidspunktet for fusionen skal skabe den elektromagnetiske stråling, der er unik og genkendelig i sig selv

Vi har indgået en ny æra i astronomien, som bruger ikke kun teleskoper og inerferometre. Vi bruger ikke kun lys, men også gravitationelle bølger, til at se og forstå Universet. Hvis neutronstjerne fusioner synes at LIGO, selv om det er sjældne, og den afsløring hastighed er lav, at vi kan krydse den næste grænse. Tyngdekraften, himlen, lyset ikke længere er fremmede for hinanden. Vi vil være et skridt tættere på at forstå, hvordan de mest ekstreme objekter i Universet, og vi vil have et vindue i vores rum, som ikke eksisterer nogensinde-og ingen andre.