Cinque cose che impariamo, se LIGO rileva la fusione di stelle di neutroni

Martin rees ha detto una volta: «è chiaro che in un certo senso lo spazio ha l'unico laboratorio in cui vengono creati correttamente a condizioni estreme per la verifica di nuove idee di fisica delle particelle. L'energia del Big Bang sono stati molto più alto che possiamo realizzare sulla Terra. Pertanto, nella ricerca di prove del Big Bang e imparare le cose come stelle di neutroni, in realtà stiamo studiando fisica fondamentale».

Se c'è una differenza sostanziale tra la teoria della relatività generale e la gravità newtoniana, lei è la seguente: nella teoria di Einstein niente dura per sempre. Anche se avete avuto due assolutamente stabile di massa in orbita vicenda – massa, che non bruciano, non hanno perso il materiale e non sono state modificate le loro orbite progressivamente decaduto. E se la gravitazione newtoniana due masse ruotano attorno al comune centro di gravità per sempre, OTO ci dice che una piccola quantità di energia viene persa ogni momento, quando la massa accelerato dal campo gravitazionale, attraverso cui passa. Questa energia non scompare, ma viene portato via in forma di onde gravitazionali. Nel corso abbastanza lunghi periodi di tempo sarà rifiutata energia sufficiente per due повращающиеся massa toccato l'un l'altro e si sono fuse. Già tre volte HO visto per esempio i buchi neri. Ma, forse, è il momento di fare il passo successivo e vedere la prima fusione di stelle di neutroni, ritiene Ethan Siegel con Medium.com.

Qualsiasi massa, intrappolato in questo gravitazionale danza, saranno emissione di onde gravitazionali, causando l'orbita sarà violata. Motivi per cui HO scoperto i buchi neri, tre:

1. Sono incredibilmente massiccio
2. Sono i più compatti gli oggetti dell'Universo
3. All'ultimo momento di unione che ruotava sulla frequenza giusta, in modo da poterli fissare laser maniche LIGO

Tutto questo insieme – grande massa, la breve distanza e la giusta gamma di frequenza – danno squadra LIGO enorme area di ricerca, in cui si possono trovare fusione di buchi neri. Increspature da questi enormi di danza si estende per molti miliardi di anni luce e raggiunge anche la Terra.

Anche se i buchi neri dovrebbero avere il disco di accrescimento, segnali elettromagnetici, che devono buchi neri produrre, rimangono evasivi. Se elettromagnetica parte il fenomeno è presente, deve produrre le stelle di neutroni.

L'Universo ci sono un sacco di altri oggetti interessanti, che producono le onde gravitazionali di grande valore. I buchi neri supermassicci al centro delle galassie mangiano nubi di gas, pianeti, asteroidi e anche altre stelle e buchi neri costantemente. Purtroppo, poiché i loro orizzonti degli eventi, tali enormi, orbita si muovono molto lentamente e dare sbagliata gamma di frequenze, per LIGO potuto fissare. Le nane bianche, stelle doppie e di altri sistemi planetari hanno lo stesso problema: questi oggetti fisicamente troppo grande e quindi in un'orbita si muovono troppo a lungo. Così a lungo, che ci servirebbe un osservatorio spaziale di onde gravitazionali, per loro di vedere. Ma c'è un'altra speranza, che ha la giusta combinazione di caratteristiche (massa, la compattezza, la frequenza desiderata), per essere veduta LIGO: coalescenza stelle di neutroni.

poichè, come due stelle di neutroni che ruotano intorno alla vicenda, teoria generale della relatività di Einstein prevede orbitale di disintegrazione e di radiazione gravitazionale. Nelle ultime fasi di fusione – che non è mai osservato in onde gravitazionali – ampiezza sarà al suo apice e LIGO in grado di rilevare un evento

Le stelle di Neutroni non è così massiccio come i buchi neri, ma che, probabilmente, possono essere due-tre volte più massiccia del Sole: circa il 10-20% della massa in precedenza rilevati eventi di LIGO. Sono quasi le stesse compatti, come i buchi neri, con le dimensioni fisiche a soli dieci chilometri di raggio. Nonostante il fatto che i buchi neri коллапсируют a una singolarità, c'è l'orizzonte degli eventi, e la dimensione fisica di una stella di neutroni (in fondo è solo un gigantesco nucleo atomico) di poco supera l'orizzonte degli eventi di un buco nero. La loro frequenza, soprattutto negli ultimi secondi di fusione, ideale per la sensibilità di LIGO. Se l'evento si verifica nel posto giusto, possiamo scoprire cinque fatti incredibili.

Durante la spirale del vortice e la fusione di due stelle di neutroni deve distinguersi una quantità enorme di energia, e anche gli elementi più pesanti, le onde gravitazionali e segnale elettromagnetico, come illustrato nell'immagine

se Davvero le stelle di neutroni creano gamma raggi scoppia?

C'è un pensiero interessante: che a breve raggi gamma raggi raffiche, che incredibilmente energico, ma continuano a meno di due secondi, vengono chiamati di tipo merge stelle di neutroni. Essi derivano da vecchi galassie nelle regioni in cui non nascono nuove stelle, e quindi solo star cadaveri li possono spiegare. Ma fino a quando non sapremo mai come appare corto gamma radiazioni aumento, non possiamo essere sicuri che è la loro causa. Se LIGO sarà in grado di registrare la fusione di stelle di neutroni di onde gravitazionali, e saremo in grado di vedere a breve la gamma-radio splash subito dopo, sarà la definitiva conferma una delle più interessanti idee di astrofisica.

Due si fondono stelle di neutroni, come mostrato qui, è davvero contorto e emettono onde gravitazionali, ma sono più difficili da rilevare che i buchi neri. Tuttavia, a differenza di buchi neri, hanno bisogno di buttare via una parte della sua massa di nuovo in un Universo dove c'farà il suo contributo sotto forma di elementi pesanti

Quando le stelle di neutroni si scontrano, quale parte della loro massa non diventa un buco nero?

Se dare un'occhiata a pesanti elementi nella tavola periodica e chiedersi come sono apparsi, mi viene in mente «supernova». Alla fine, questa storia aderiscono gli astronomi e ' in parte vero. Ma la maggior parte di elementi pesanti nella tavola periodica — mercurio, oro, tungsteno, piombo, ecc — in realtà nati negli scontri stelle di neutroni. La maggior parte della massa delle stelle di neutroni, circa il 90-95%, va a creare un buco nero al centro, ma i restanti strati esterni vengono espulsi, che forma la maggior parte di questi elementi nella nostra galassia. Vale la pena ricordare che se la massa complessiva di due fusi stelle di neutroni sarà al di sotto di una certa soglia, essi formeranno una stella di neutroni, e non un buco nero. E ' raro, ma non impossibile. E esattamente quanto espulso massa nel corso di tale evento, non lo sappiamo. Se LIGO registrerà un evento del genere, lo sapremo mai.

Qui è illustrato gamma di Avanzate LIGO e la sua capacità di registrare la fusione di buchi neri. Si fondono le stelle di neutroni possono entrare solo un decimo della banda e avere 0,1% del volume normale, ma se un sacco di stelle di neutroni, LIGO troverà

Quanto LIGO può vedere fusione di stelle di neutroni?

Questa domanda è dedicata non più dell'Universo, ma piuttosto a quanto è grande la sensibilità di progettazione di LIGO. Nel caso in cui con la luce, se l'oggetto è 10 volte sopra, sarà 100 volte dimmer; ma con onde gravitazionali, se l'oggetto è 10 volte sopra, gravitazionalmente-onda il segnale è a soli 10 volte più debole. LIGO può osservare i buchi neri per molti milioni di anni luce, ma le stelle di neutroni sono visibili solo nel caso in cui si fondono nei prossimi galattico gruppi. Se vedremo questa fusione, saremo in grado di verificare quanto di buono abbiamo attrezzature, sia per quanto buona deve essere.

Quando si fondono due stelle di neutroni, come mostrato qui, hanno bisogno di creare raggi gamma raggi di jeta, e anche altri i fenomeni elettromagnetici, che in caso di vicinanza di Terra saranno distinguibili i nostri migliori it questo

Che afterglow rimane dopo la fusione stelle di neutroni?

Sappiamo, in alcuni casi, che i forti, gli eventi relativi scontri stelle di neutroni, si era già verificato e che lasciano una firma in altre bande elettromagnetiche. Oltre raggi gamma possono essere ultravioletti, ottici, infrarossi o радиокомпоненты. O può essere multispettrale componente, si manifesta in tutti e cinque bande, in questo ordine. Quando LIGO rileva la fusione di stelle di neutroni, potremmo catturare uno dei più notevoli fenomeni della natura.

una stella di Neutroni, anche se costituito da particelle neutre, produce i più forti campi magnetici nell'Universo. Quando le stelle di neutroni si fondono, devono produrre come le onde gravitazionali, elettromagnetiche e firma

possiamo per la prima volta a combinare gravitazionalmente-onda астрономую con il tradizionale

Gli eventi Precedenti, raschiato LIGO, sono stati impressionanti, ma non abbiamo avuto la possibilità di osservare queste fusioni attraverso un telescopio. Siamo inevitabilmente di fronte a due fattori:

• Posizioni eventi non è possibile determinare con precisione, avendo solo due rivelatore, in linea di principio
• la Fusione di buchi neri non hanno una elettromagnetica (luce) componenti

Ora, quando VIRGO funziona in sincronia con due rivelatori LIGO, siamo in grado di migliorare notevolmente la comprensione di dove esattamente nello spazio nascono queste onde gravitazionali. Ma cosa ancora più importante, poiché la fusione di stelle di neutroni deve avere una componente elettromagnetico, questo può significare, che per la prima volta gravitazionalmente-onda astronomia e tradizionale astronomia saranno utilizzati insieme per la sorveglianza di uno stesso evento dell'Universo!

Elicoidale vortice e la fusione di due stelle di neutroni, come mostrato qui, dovrebbe portare alla nascita di uno specifico segnale di un'onda gravitazionale. Anche un momento di unione deve creare la radiazione elettromagnetica, unico e идентифицируемое di per sé

Siamo già entrati in una nuova era di astronomia, dove usiamo non solo telescopi, ma e interferometri. Usiamo non solo luce, ma anche le onde gravitazionali, per vedere e capire l'Universo. Se la fusione stelle di neutroni sembrerà di LIGO, anche se è raro, e la velocità di rilevamento basso, attraverseremo la frontiera seguente. Gravitazionale cielo e la luce del cielo non sono più estranei l'uno all'altro. Siamo un passo più vicini a capire come funzionano le più estreme oggetti dell'Universo, e ci sarà una finestra nel nostro spazio, che prima non c'era mai nessuno.