Cinq faits que nous apprenons, si LIGO détecte la fusion des étoiles à neutrons

Martin Figure a dit: «il Est clair que, dans un certain sens, l'espace offre un seul laboratoire dans lequel sont créés avec succès les conditions extrêmes pour tester de nouvelles idées à partir de la physique des particules. L'énergie du Big Bang étaient beaucoup plus élevés que nous pouvons réaliser sur la Terre. Par conséquent, dans la recherche des preuves du Big Bang, et en apprenant des choses comme les étoiles à neutrons, nous étudions fondamentale de la physique».

S'il y a une différence significative entre la relativité générale et la gravitation newtonienne, elle est la suivante: dans la théorie d'Einstein rien n'est éternel. Même si vous aviez deux absolument stable de la masse sur l'orbite de l'autre – de la masse, qui jamais n'étaient pas brûlés, de ne pas perdre de matériel et n'ont pas changé leur orbite progressivement faibles. Et si newtonienne de la gravitation deux masses vont tourner autour de leur centre commun de gravité éternellement, la théorie de la relativité générale nous dit que la petite quantité d'énergie est perdue à chaque instant, lorsque la masse accélère le champ gravitationnel à travers. Cette énergie ne disparaît pas, et est emporté dans la forme des ondes gravitationnelles. Pendant d'assez longues périodes de temps sera rejeté assez d'énergie pour deux повращающиеся de masse touchent l'un l'autre et ont fusionné. A trois LIGO regardé l'exemple d'un trou noir. Mais, peut-être, il est temps de prendre la prochaine étape et voir la première fusion d'étoiles à neutrons, estime Ethan Siegel avec Medium.com.

Toute la masse, pris au piège dans ce gravitationnel de la danse, émettent des ondes gravitationnelles, résultant de l'orbite sera pas transgressé. Les raisons de LIGO a découvert des trous noirs, trois:

Ils sont incroyablement massive

Ils sont les plus compacts des objets dans l'Univers

Dans le dernier moment de la fusion, ils tournaient à la bonne fréquence, afin de leur permettre de livrer laser manches LIGO

Tout cela ensemble, une grande masse de courtes distances et de la bonne gamme de fréquence – permettre à l'équipe de LIGO énorme zone de recherche dans laquelle ils peuvent trouver de la fusion de trous noirs. Les ondulations de ces massifs de la danse s'étend sur plusieurs milliards d'années-lumière et atteint même la Terre.

alors que les trous noirs doivent avoir un disque d'accrétion, les signaux électromagnétiques, qui doivent produire des trous noirs, restent insaisissables. Si électromagnétique du phénomène est présent, il doit être produite нейтронными les étoiles.

De l'Univers, il ya beaucoup d'autres sites qui produisent des ondes gravitationnelles de grande ampleur. Сверхмассивные les trous noirs dans les centres des galaxies mangent les nuages de gaz, les planètes, les astéroïdes et même d'autres étoiles et les trous noirs en permanence. Malheureusement, parce que les horizons des événements tels d'énormes, de l'orbite, ils se déplacent très lentement et donnent de mauvais gamme de fréquences, pour LIGO pouvoir le fixer. Les naines blanches, les étoiles doubles et d'autres systèmes planétaires ont le même problème: ces objets physiquement trop grand et donc orbite autour de la planète se déplacent trop longtemps. Tellement longtemps que nous avons besoin observatoire spatial des ondes gravitationnelles pour les voir. Mais il y a un autre espoir, qui a souhaité la combinaison de caractéristiques (poids, compacité, la fréquence souhaitée), pour être vue LIGO: coalescence des étoiles à neutrons.

Au fur et à mesure, comme deux étoiles à neutrons tournent autour de l'autre, la théorie de la relativité d'Einstein prédit orbitale de la dissolution et de la gravité de rayonnement. Dans les dernières étapes de la fusion qui n'ont jamais regardé dans les ondes gravitationnelles – l'amplitude sera à son apogée et LIGO sera en mesure de détecter l'événement

Des étoiles à Neutrons n'est pas si épaisse, que les trous noirs, mais ils peuvent sans doute être deux à trois fois plus massive que le Soleil: environ 10-20% de la masse précédemment événements détectés LIGO. Ils sont presque les mêmes compactes, comme les trous noirs, la taille physique de à dix kilomètres de rayon. Malgré le fait que les trous noirs коллапсируют à la singularité, il leur reste l'horizon des événements, et la taille physique d'une étoile à neutrons (dans le fond, c'est juste un énorme noyau atomique) dépasse légèrement l'horizon des événements d'un trou noir. Leur fréquence, surtout dans les dernières secondes de la fusion, idéal pour la sensibilité de LIGO. Si un événement se produit dans le bon endroit, nous pouvons apprendre de cinq incroyables faits.

Lors de la hélicoïdal de torsion et de la fusion de deux étoiles à neutrons devrait se démarquer par une énorme quantité d'énergie, ainsi que les éléments lourds, les ondes gravitationnelles et un signal électromagnétique, comme illustré sur l'image

est-il Vraiment des étoiles à neutrons créent gamma sursauts?

Il y a une idée intéressante: que court gamma sursauts qui sont incroyablement énergique, mais continuent à moins de deux secondes, appelées à une fusion d'étoiles à neutrons. Ils proviennent des anciennes galaxies dans les régions qui ne naît pas de nouvelles étoiles, et donc seulement star des cadavres peuvent les expliquer. Mais tant que nous ne saurons pas comment apparaît un court gamma-poutre pic, nous ne pouvons pas être sûr que c'est leur cause. Si LIGO puisse inscrire une fusion d'étoiles à neutrons sur les ondes gravitationnelles, et nous serons en mesure de voir à court gamma-ray pic immédiatement après, ce sera la finale de la confirmation de l'une des plus intéressantes idées de l'astrophysique.

Deux coalescence des étoiles à neutrons, comme le montre ici, vraiment tordu et émettent des ondes gravitationnelles, mais plus difficiles à détecter que les trous noirs. Cependant, contrairement aux trous noirs, ils doivent jeter une partie de sa masse est de retour dans un Univers où làapportera sa contribution sous la forme d'éléments lourds

Quand les étoiles à neutrons sont confrontés, quelle partie de leur masse n'est pas un trou noir?

Si l'on regarde les éléments lourds dans le tableau périodique, et se demander comment ils sont apparus, vient à l'esprit «supernova». En fin de compte, cette histoire adhèrent les astronomes et elle est partiellement vrai. Mais la plupart des éléments lourds dans le tableau périodique, le mercure, l'or, le tungstène, le plomb, etc. — en fait né dans les collisions d'étoiles à neutrons. Une grande partie de la masse d'étoiles à neutrons, de l'ordre de 90-95%, va dans la création d'un trou noir au centre, mais les couches externes sont jetés, formant la majorité de ces éléments dans notre galaxie. Il est à noter que si la totalité de la masse de deux coalescent étoiles à neutrons sera en dessous d'un certain seuil, ils formeront нейтронную une étoile, pas un trou noir. C'est rare, mais pas impossible. Et combien exactement éjecté de la masse au cours de cet événement, nous ne le savons pas. Si LIGO enregistre un tel événement, d'apprendre.

Ici illustrée de la plage Advanced LIGO et de sa capacité d'enregistrer de la fusion de trous noirs. Coalescence des étoiles à neutrons peuvent se trouver à seulement un dixième de la plage et d'avoir de 0,1% de la quantité normale, mais si les étoiles à neutrons beaucoup, LIGO trouve

loin de LIGO peut voir la fusion des étoiles à neutrons?

Cette question ne concerne pas l'Univers lui-même, mais plutôt ce, quelle est la sensibilité de la conception LIGO. Dans le cas de la lumière, si l'objet est 10 fois plus loin, il sera 100 fois plus faible; mais avec les vagues gravitationnelles, si l'objet sera 10 fois plus loin, une gravité-onde, vous serez à seulement 10 fois plus faibles. LIGO peut observer les trous noirs en beaucoup de millions d'années-lumière, mais des étoiles à neutrons sont visibles uniquement si se fondre dans les galaxies à des amoncellements. Si nous voyons cette fusion, nous serons en mesure de vérifier à quel point le bien que nous avons de l'équipement, ou à quel point il doit être.

Quand fusionner deux étoiles à neutrons, comme le montre ici, ils doivent créer un gamma de djety, ainsi que d'autres les phénomènes électromagnétiques, qui dans le cas de la proximité de la Terre seront visibles de nos meilleurs les observatoires

Quel rémanence reste après la fusion d'étoiles à neutrons?

Nous le savons, dans certains cas, que les forces de l'événement, les collisions entre étoiles à neutrons, avait déjà eu lieu et qu'ils laissent une signature dans d'autres bandes électromagnétiques. Outre les rayons gamma peuvent être ultraviolets, optiques, infrarouges ou fiches techniques. Ou peut être un composant multi-spectrale, qui se manifeste dans les cinq bandes, dans cet ordre. Quand LIGO détecte la fusion des étoiles à neutrons, nous avons pu capturer l'un des plus étonnants phénomènes de la nature.

une étoile à Neutrons, bien que constitué de particules neutres, fabrique les plus forts champs magnétiques dans l'Univers. Quand les étoiles à neutrons de fusion, ils doivent produire à la fois des ondes gravitationnelles et électromagnétiques des signatures

Nous pouvons pour la première fois de combiner la gravité-d'onde астрономую traditionnelle

Les événements Précédents, imprimé LIGO, ont été impressionnants, mais nous n'avons pas eu l'occasion de regarder ces fusion à travers un télescope. Nous sommes inévitablement confrontés à deux facteurs:

• la Position des événements à ne pas déterminer exactement, ayant seulement deux détecteurs, en principe
• la Fusion de trous noirs n'ont pas brillant électromagnétique (la lumière) composants

Maintenant, quand la VIERGE fonctionne en synchronisation avec deux détecteurs LIGO, nous pouvons considérablement améliorer la compréhension de exactement où dans l'espace naissent ces ondes gravitationnelles. Mais ce qui est plus important, car la fusion des étoiles à neutrons doit avoir un composant électromagnétique, cela peut signifier que, pour la première fois gravitationnellement-onde astronomie traditionnelle et l'astronomie sont utilisés ensemble pour la surveillance de l'un et le même événement dans l'Univers!

en spirale et la torsion de la fusion de deux étoiles à neutrons, comme le montre ici, devrait conduire à l'émergence spécifique du signal de l'onde gravitationnelle. Aussi un point de fusion doit créer un rayonnement électromagnétique unique et идентифицируемое en soi

Nous sommes déjà entrés dans une nouvelle ère de l'astronomie, où utilisons non seulement des télescopes, mais interféromètres de vitesse. Nous n'utilisons pas seulement la lumière, mais les ondes gravitationnelles, afin de voir et de comprendre l'Univers. Si la fusion d'étoiles à neutrons semblera dans LIGO, même si elle est rare, et le taux de détection des bas, nous traversons la prochaine frontière. De la gravité du ciel et le ciel des lumières ne seront plus étrangers les uns aux autres. Nous allons sur un pas de plus pour comprendre comment sont organisées les plus extrêmes, les objets dans l'Univers, et nous aurons la fenêtre dans notre espace, dont auparavant il n'y avait jamais personne.