Apenas uma mala direta нейтронных das estrelas e cinco incríveis perguntas

Em 17 de agosto de Terra chegou como luz, e da-formas de onda de sinais de fusão нейтронных estrelas. Pela primeira vez na história de um casal de sinais foi registrado por pessoas. A fase de espiral кружения foi observado detectores LIGO e Virgo por 30 segundos a 100 vezes mais do que os anteriores da-formas de onda de sinais. Também este sinal tornou-se o mais próximo de todos os que vimos, apenas a 130 milhões de anos-luz de distância de nós. Enquanto o observatório tirar proveito dos sinais de uma enorme quantidade de informações, surgiu um novo desafio: levar tudo isso a teórica do sentido.

Genericamente falando, ouvimos um zumbido, mas não sabemos onde ele está.

Ethan Siegel sentou-se com Chris Фрайром do laboratório Nacional de Los alamos, um especialista em сверхновым, нейтронным estrelas e gama-лучевым picos, que trabalha teórica voltada a esses objetos e eventos. Ninguém esperava que LIGO e Virgo serão capazes de registrar a fusão, nesta fase inicial do projeto, apenas dois anos após a primeira inscrição bem sucedida, e muito antes de atingir agendada sensibilidade. Mas não só eles viram os sinais, mas poderiam exatamente sua origem, o lugar de fusão, o que nos trouxe um monte de surpresas.

Aqui estão as cinco maiores as novas questões que levanta a abertura.

Como muitas vezes escapam a fusão нейтронных estrelas?

Antes, como vimos, este evento, tivemos dois métodos de avaliação da freqüência de fusões нейтронных buracos, medição de duplas нейтронных estrelas em nossa galáxia (como de pulsares) e o nosso modelo teórico de formação de estrelas, supernovas e os seus restos mortais. Tudo isto dá-nos uma estimativa da ordem de 100 fusões ocorre anualmente dentro cúbico гигапарсека do espaço.

A Observação de um novo evento forneceu-nos a primeira observada a avaliação da freqüência de auroras, e é dez vezes maior do que o esperado. Nós pensamos que precisamos LIGO, que chegou a um limite de sensibilidade (agora ela está no meio do caminho) para ver alguma coisa, e depois outro, e mais três do detector para determinar com precisão os lugares. E conseguimos não só cedo para vê-lo, mas e localizar na primeira tentativa. Então a questão é: nós simplesmente a sorte de ver este evento, ou mesmo a freqüência de ocorrência de fato é muito maior do que pensamos? Se o acima, que então são falhos nosso modelo teórico? No ano seguinte, LIGO vai para a modernização, e os teóricos terá pouco tempo cérebros poraskinut.

o Que faz com que a substância é destruído no processo de fusão em tal quantidade?

Com os Nossos melhores teóricos do modelo previu que a fusão de estrelas como isso será acompanhado por uma brilhante luz de um sinal em ultravioleta e óptica partes do espectro durante o dia e, em seguida, será тускнеть e desaparecer. Mas, em vez disso, o esplendor teria dois dias antes o início da тускнеть, e nós, é claro, fez perguntas. Brilho brilhante, que teria tanto tempo, indica que o do vento de disco em torno de estrelas rolar 30-40 massas de Júpiter, na forma de substâncias. De acordo com nossos dados, a substância deve ser menor que o dobro, ou até oito vezes.

O Que tem de tão especial dessas emissões? Para modelar essa fusão, é necessário habilitar muito diferente da física:

• гидродинамику
• A
• os campos magnéticos
• equação de estado da matéria em energia nuclear densidades
• a interação com o neutrino

...e muito mais. Vários códigos modelam estes componentes com diferentes níveis de dificuldade, e nós não sabemos com certeza qual um dos componentes é responsável por estes ventos e as emissões. Encontrar um problema para os teóricos, e temos que tolerar o fato de que pela primeira vez nós medimos a fusão нейтронных de estrelas... e recebeu uma surpresa.

Nos últimos momentos da fusão de duas нейтронных estrelas e não só emitem uma onda gravitacional, mas uma explosão catastrófica, que ecoa lamina em todo o espectro eletromagnético. E se o produto será uma estrela de nêutrons, um buraco negro ou algo exótico média, o estado de transição é ainda desconhecido

Produziu se é uma fusão сверхмассивную нейтронную uma estrela?

Para obter o suficiente perdida de massa a partir da fusão нейтронных estrelas, é preciso para o produto dessa fusão gerou energia suficiente do tipo apropriado, para afastar essa massa com o ambiente estrela do disco. Com base no observado da-wave sinal, podemos dizer que é a fusão criou um objeto de massa 2,74 solares, o que ultrapassa o máximo de massa solar, que pode ser a de um não-rotação de nêutrons estrelas. Ou seja, se a energia nuclear é a matéria comporta-se como o que dela esperamos, a fusão de duas нейтронных estrelas, deve levar ao aparecimento de um buraco negro.

uma estrela de Nêutrons — uma das mais densas de reuniões da matéria no Universo, mas sua massa existe um limite superior. Exceda-lo e uma estrela de nêutrons novamente colapsa com a formação de um buraco negro

Se o núcleo desse objeto, após a fusão imediatamente se afundou até o buraco negro, há de ejeção não seria. Se, em vez disso, ele tornou-se сверхмассивной uma estrela de nêutrons, então teria que girar muito rapidamente, uma vez que grande momento angular aumentaria o limite máximo de massa de 10 a 15%. O problema é que se temos tão rapidamente dando a сверхмассивную нейтронную a estrela, ela teria que se tornar магнетаром extremamente poderoso campo magnético, um quadrilhão de vezes mais potente do que o campo na superfície da Terra. Mas магнетары rapidamente param de girar e deve коллапсировать no buraco negro através de 50 milissegundos; a mesma observação de campos magnéticos,viscosidade e calor, que jogaram a massa, mostram que o objeto havia centenas de milissegundos.

O Que não pode. Ou temos rápida rotação de uma estrela de nêutrons, que por algum motivo, não é магнетаром, ou teremos emissões de centenas de milissegundos, e a nossa física não nos dá a resposta. Neste caso, mesmo que brevemente, provavelmente, tivemos сверхмассивная estrela de nêutrons, e por trás dele e o buraco negro. Se ambos são verdadeiros, temos de lidar com a enorme estrela de nêutrons e mais маломассивной o buraco negro da história observações!

Se essas estrelas de nêutrons seriam mais massiva, seria a fusão invisível?

Há um limite de quão enormes podem ser estrelas de nêutrons, e se adicionar e adicionar a massa, obtém-se exatamente do buraco negro. Este limite de 2,5 massas solares para невращающихся нейтронных estrelas significa que, se o peso total de mesclagem abaixo, você quase certamente vai ficar com uma estrela de nêutrons, após a fusão, o que levará a uma forte e longa uv e zoom óptico de sinais, o que vimos neste caso. Por outro lado, se subir acima de 2,9 massas solares, imediatamente após a fusão, formado um buraco negro, é provável — sem ultravioleta e óptica de mensagens publicitárias.

Uma forma ou de outra, nossa primeira fusão нейтронных estrelas descobriu-se exatamente no meio deste intervalo, quando poderá receber сверхмассивная estrela de nêutrons, que cria as emissões e a óptica e ultravioleta sinais durante um curto período de tempo. Formam-se магнетары ao menos maciça de fusões? E o mais massa — de uma vez só vêm a preto дырам e permanecem invisíveis a estes comprimentos de onda? Quão rara ou comum, esses três categorias de fusão: as estrelas de nêutrons, estes existem estrelas de nêutrons e buracos negros? Um ano depois LIGO e Virgo vão a busca de respostas para essas perguntas, e os teóricos será apenas um ano, para levar os seus modelos em conformidade com as previsões.

o Que faz com que o gamma-ray explosões são tão vivas em muitas direções, e não em cone?

Esta pergunta é muito complexa. De um lado, a descoberta confirmou o que já suspeitavam, mas não conseguiam provar: que misturando-se estrelas de nêutrons realmente produzem gamma-ray manchas. Mas nós sempre acreditamos que o gamma-ray picos emitem raios gama apenas na estreita forma de cone forma, 10-15 graus de diâmetro. Agora mesmo nós sabemos, a partir de um estado de fusão e valores de ondas gravitacionais, que o gamma-ray rajadas de sair em 30 graus da nossa linha de visão, mas nós também estamos vendo uma poderosa radiação gama do sinal.

A Natureza gama dos picos deve mudar. A tarefa teóricos é, para explicar por que a física desses objetos tão diferente do que previram os nossos modelos.

Uma seqüência de caracteres: quanto opaco/transparente elementos pesados?

Quando se trata de mais elementos pesados da tabela periódica, sabemos que eles são produzidos a maior parte não сверхновыми, nomeadamente fusões de buracos negros. Mas, para obter os espectros de elementos pesados, com distância de 100 milhões de anos-luz de distância, é preciso entender a sua transparência. Isso inclui a compreensão da física atômica transições de elétrons em орбиталях de um átomo no astronômico ambiente. Pela primeira vez temos um ambiente para verificação de como a astronomia cruzou-se com a energia nuclear física, e posterior acompanhamento de fusões deve permitir-nos responder à pergunta sobre a opacidade e a transparência.

é possível que a fusão нейтронных estrelas ocorre constantemente, e quando LIGO atingir um nível planejado de sensibilidade, vamos encontrar dezenas de fusões no ano. Também é possível que este evento foi extremamente raro e temos sorte de ver um de cada vez por ano, mesmo após a atualização de instalações. Os próximos dez anos de físicos teóricos gasto em busca de respostas acima descritos perguntas.

O Futuro da astronomia está diante de nós. Gravitacional de onda é novo, é totalmente independente maneira de explorar o céu, e mapeando o céu com гравитационными as ondas com os tradicionais mapas astronômicos, estamos prontos para responder às perguntas, que não se atreveram a perguntar a uma semana atrás.