Gravitationswellen «Neutronensterne»: warum ist die wichtigste Entdeckung des Jahres?

Seit mehreren Wochen бурлили Gerüchte, dass die Wissenschaftler feststellten Gravitationswellen — winzige Wellen in Raum und Zeit — der neuen Art, die nicht im Zusammenhang mit der Kollision von schwarzen Löchern. Und hier haben wir , was Sie sahen ähnliche Wellen erzeugt brutaler Zusammenstoß von zwei massiven сверхплотных Sterne in 100 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.

Die Entdeckung wurde am 17 globalen Netzwerk der modernen Schwerkraft-Welle интерферометров, bestehend aus zwei Detektoren LIGO in den USA und Ihre europäischen Cousins Virgo in Italien. Die Eröffnung ist extrem wichtig, nicht zuletzt, weil es hilft, lösen Sie die größten Rätsel in der Astrophysik — einschließlich der Ursache der hellen Blitze, bekannt als der «Gamma-Strahlung platzt», und vielleicht sogar die Herkunft der schweren Elemente wie Gold.

Weiter — in der ersten Person: Martin Hendry, Professor der Gravitations-Astronomie und kosmologie an der Universität Glasgow.

Als Mitglied des wissenschaftlichen Kollaboration LIGO, ich war begeistert sofort, als er sah, die ursprünglichen Daten. Die nächste Periode war definitiv die intensivste und бессонным, aber auch spannend, zwei Monate meiner Karriere.

Die Ankündigung kam wenige Wochen, nachdem die drei Wissenschaftler verliehen Nobelpreis für Physik für Ihre wichtige Arbeit, das führte zur Entdeckung von Gravitationswellen, zum ersten mal angekündigt im Februar 2016. Seitdem die Entdeckung von Gravitationswellen von kollidierenden schwarzen Löchern wurde immer näher an uns — registriert noch vier solcher Veranstaltungen. Aber soweit wir wissen, Kollision von schwarzen Löchern öffnet das Fenster nur auf die dunkle Seite des Universums. Wir würden zuschließen das Licht von solchen Ereignissen, ohne irgendwelche Werkzeuge.

Aber GW170817 — Titel der Veranstaltung 17. August — änderte alles. Weil die Quelle der Wellen diesmal waren zwei «Neutronensterne» — unglaublich dichten überreste von Sternen mit der Größe der Stadt, jede mit einem Gewicht von mehr Sonne. Diese Sterne getragen werden, eine um die andere auf einer riesigen Geschwindigkeit, und dann verschmelzen zu einer schrecklichen Kollision, die wir sahen, atemberaubender das Gefüge von Raum und Zeit.

Rätsel Gelöst

Das kosmische Konzert war nur der Anfang. Die Astronomen lange vermutet haben, dass die Verschmelzung von zwei Neutronensternen vielleicht Ouvertüre für einen kurzen Gamma-Strahlung Burst — starke Ausbrüche von Gamma-Strahlen, die Strahlen mehr Energie in einem Bruchteil einer Sekunde, als die Sonne in zehn Milliarden Jahren. Wir beobachteten Gamma-Strahlen schon seit Jahrzehnten, aber wussten nicht, was Sie verursacht.

Aber innerhalb von 1,7 Sekunden, nachdem der Gravitationswellen von GW170817 kamen auf die Erde, Satelliten Fermi der NASA entdeckte kurzen Ausbruch von Gammastrahlung im selben Bereich des Himmels. LIGO und Virgo fanden smoking Gun, und die Verbindung zwischen Neutronenstern-Kollisionen und kurzen Ausbrüchen von Gammastrahlen installiert wurde endgültig und eindeutig.

Die Kombination von Gravitations-Wellen-und Gamma-Strahlung Beobachtungen erlaubt, die Position der raumexplosion mit der Genauigkeit bis zu 30 Quadratmeter Grad des Himmels — oder 100-mal größeren Teil als der Vollmond. Dies wiederum erlaubt eine ganze Batterie von astronomischen Teleskopen, die empfindlich auf das Licht, das gesamte elektromagnetische Spektrum, durchsucht dieses kleine Stück Himmel auf der Suche nach Nachglühen des Urknalls. Und Sie fanden ihn im hinteren Teil des ziemlich bescheidenen Galaxie NGC4993, im Sternbild Hydra.

In den folgenden Tagen und Wochen die Astronomen beobachteten den Todeskampf, bis die Glut von der Explosion ausbrach und löschte, wunderbare Weise verschmelzen in einem Bild, wie sich die sogenannte «килоновую». Sie entsteht, wenn das Material, reiche субатомными Partikel — Neutronen, — von der ursprünglichen Verschmelzung mit großer Geschwindigkeit ausgestoßen wird unter der Wirkung der Gamma-Strahlung Anstieg. All dies wird in den umgebenden Raum und führt zur Produktion von schweren radioaktiven Elementen.

Instabile Elemente dann zerfallen in einem stabilen Zustand mit der Emission von Strahlung. Dies führt zu einer Emission von Licht килоновой, die wir bestätigt, was eine detaillierte Karte. Unsere Beobachtungen bestätigten auch die Theorie, dass stabile Endprodukte dieser Ketten-Reaktionen umfassen eine fülle von wertvollen Metallen wie Gold und Platin. Obwohl wir wussten, dass Neutronensterne eine entscheidende Rolle bei der Schaffung dieser Elemente im Raum, diese Hypothese scheint jetzt viel überzeugender. Und in der Tat, килоновая, die sich aus Splittern GW170817, produzieren konnte nach der Masse des Goldes mit der ganzen Erde — 1000 Trillionen Tonnen.

Beobachten килоновой «Intimität» und zum ersten mal sehen, wie gut es passt in die Entfaltung Astronomische Storyboard, die begann mit der Fusion einen Neutronenstern, führten die Astronomen ein großer Sprung zum Verständnis dieser grausamen kosmischen Ereignissen.

Der Gedanke, dass wir alle sind aus Sternenstaub, unglaublich beliebt im kulturellen Bewusstsein — überall, von Dokumentarfilmen bis песенной Lyrik. Aber umwerfende Konzept über die Tatsache, dass Gold in unsere Trauringe, Eheringe, Verlobungsringe Ringe und Rolex made aus Neutronen Sternenstaub, noch interessanter. Noch spannender ist das enorme Potenzial, das öffnet sich in einem neuen Radikale Ansätze zur Erforschung des Kosmos.

Gemeinsam — mit den Werkzeugen, die arbeiten nicht nur im gesamten Spektrum des Lichts, sondern auch empfindlich auf die Schwerkraft Wellen und sogar Neutrino — Astronomen sind bereit, vollständig öffnen Sie ein neues Fenster zum Universum. Zum Beispiel, Sie haben Ihre Beobachtungen, um die erste gemeinsame Messung der Geschwindigkeit der Expansion des Universums, wie mitGravitationswellen und Licht.

Neue Ergebnisse Folgen in Kürze. Mit dieser Explosion eine neue, spannende ära der Multiplayer-Astronomie beginnt.