Sadece bir füzyon nötron yıldız ve beş inanılmaz soru

17 ağustos Kara ulaştı ışık ve yerçekimi dalga sinyalleri birleştirme nötron yıldızları. Tarihte ilk kez bir çift sinyal tescil edilmiştir insanlar. Faz spiral dolaşım gözlenmiştir dedektörler LİGO ve Virgo 30 saniye içinde 100 kez daha uzun, daha önceki kütleçekimsel dalga sinyalleri. Bu sinyal oldu en yakın tüm gördüğümüz, sadece 130 milyon ışık yılı uzaklıkta. İken gözlemevi takar sinyalleri çok sayıda bilgi ortaya çıktı yeni görev: neden tüm bu teorik осмысленности.

Nispeten konuşma, biz zil duydum, ama nerede olduğunu biliyoruz.

Ethan Siegel ile oturdu Chris Фрайром Ulusal laboratuvar, Los Alamosa, uzman сверхновым, нейтронным yıldız ve gama-лучевым krizi üzerinde çalışan bir teorik tarafı bu nesneler ve olaylar. Kimse beklemiyordu, LİGO ve Virgo kayıt mümkün olacak birleşme böyle erken bir aşamada proje, sadece iki yıl sonra, ilk başarılı ve uzun ulaşmak için planlı bir duyarlılık. Ama onlar sadece gördüm, ama sinyaller ve başardık tam olarak işaretlemek için kaynak, hedef, birleştirme, ne getirdi bize bir sürü sürpriz.

İşte beş en büyük yeni soru yükseltir açar.

Gibi sık sık meydana füzyon nötron yıldız?

Daha Önce gördüğümüz gibi, bu olay, bize iki yol vardı sıklığını değerlendirmek için birleşme nötron delik: ölçüm çift nötron bizim galaksi yıldız (pulsar) ve bizim teorik bir eğitim modeli yıldız, süpernova ve onların kalıntıları. Tüm bu bize bir değerlendirme — yaklaşık 100 tür birleşme oluyor her yıl içinde kübik гигапарсека uzay.

Gözlem yeni bir etkinlik sağladı ve bize ilk gözlenen bir değerlendirme frekans ışıkları, ve o on kat daha fazla beklenen. Düşündük ihtiyacımız LİGO erişen sınırı hassasiyet (şimdi o yarım), görmek için bir şey, ve sonra başka bir ve üç ilave dedektör için doğru yeri belirlemek. Ve başardı sadece erken ama onu görmek ve lokalize ilk denemede. Peki, bir soru: bize, sadece görmek için şanslı, bu olay veya aynı frekans bunların gerçekten çok daha yüksek düşündük? Eğer yukarıda, daha sonra yanlış bizim teorik bir model? Gelecek yıl LİGO gidecek yükseltme ve teorisyenleri biraz zaman пораскинуть beyin.

neden bir madde çıkacak adres mektup birleştirme işlemi sırasında bir miktar?

Bizim en iyi teorik bir model öngördü birleştirme yıldız gibi bu eşlik edecek parlak bir ışık sinyali ultraviyole ve optik spektrum bölgelerinde gün boyunca ve daha sonra тускнеть ve kaybolur. Ama bunun yerine, parlaklık продержалось iki gün önce bir başlangıç тускнеть, ve biz, tabii ki, ortaya çıktı sorular. Parlak bir parıltı продержалось uzun bir süre öneriyor, rüzgar etrafında bir disk yıldız atılır 30-40 kitlelerin Jüpiter şeklinde bir madde. Bizim verilerimize göre, madde olmalı az iki kat hatta sekiz kat.

Ne kadar sıradışı, bu emisyon? Modellemek için, böyle bir birleşme, eklemeniz gerekir bir çok farklı fizik:

• гидродинамику
• OTO
• manyetik alanlar
• denklemi, maddenin bir nükleer yoğunluk
• ile etkileşim nötrino

...ve daha fazlası. Farklı kodlar modelleri bu bileşenler, farklı zorluk seviyeleri ile, ve biz emin bilmiyorum hangi bileşeni sorumlu olan bu rüzgarlar ve emisyon. Bulmak için bir sorun teorisyenleri, ve bize katlanmak zorunda ancak, biz ilk ölçülen füzyon nötron yıldızları... ve bir sürpriz var.

son noktaları birleştirme iki nötron yıldızı değil sadece yayar yerçekimi dalgaları, ama felaket bir patlama yankılandı прокатывается etrafında bir elektromanyetik müşteriler. Ve eğer bir ürün olacak, nötron yıldızı, kara delik ya da bir şey, egzotik bir ortalama, geçici devlet bize henüz bilinmiyor

Yapılmış olup bu birleştirme сверхмассивную нейтронную yıldızı mı?

Almak İçin yeterince kayıp kitle füzyon nötron yıldızları için gereken ürün bu birleşme oluşturan yeterli enerji ile ilgili tip uçurmak için bu kitle ile çevredeki yıldız sürücü. Dayanarak izlenen yerçekimi dalga sinyali, biz söyleyebiliriz, bu bir füzyon yarattı nesne ağırlığı 2,74 güneş aşıyor en fazla güneş kütlesi bir belki var невращающейся bir nötron yıldızı. Yani, bir nükleer madde gibi davranır onu bekliyoruz, birleştirme, iki nötron yıldızı oldu neden olabilir bir kara delik.

Nötron yıldızı en yoğun toplantılar Evrendeki maddenin, ancak, onun ağırlığının bir üst sınır var. Aşan — ve nötron yıldızı tekrar коллапсирует oluşumu ile kara delik

Eğer çekirdek nesnenin birleşmesinden sonra hemen parçalanmıştı kadar bir kara delik, herhangi bir emisyonu olmaz. Eğer bunun yerine, bu oldu süper büyük kütleli nötron yıldızı o olacaktır döndürmek için, son derece hızlı, çünkü geniş açılı bir anda arttı ... sınırı ağırlığının %10-15. Sorun olsaydı, biz çok hızlı bir şekilde dönen сверхмассивную нейтронную yıldızı o olurdu olmak магнетаром ile son derece güçlü bir manyetik alan, bir kez daha güçlü bir alan Toprak yüzeyinde. Ama магнетары hızlı bir şekilde durdurmak döndürmek gerekir коллапсировать bir kara delik ile 50 milisaniye; bizim aynı gözlem manyetik alanlar,viskozite ve ısıtma, atılmış bir kitle olduğunu göstermektedir nesne milisaniye yüzlerce.

Burada bir şey değildir. Ya da bize bir hızla dönen nötron yıldızı, bir sebepten dolayı değil, магнетаром, ya da başımız emisyon yüzlerce milisaniye, ve bizim fizik değil, bize cevap verir. Bu, bir süreliğine olsa bile, büyük olasılıkla vardı süper büyük kütleli bir nötron yıldızı ve onun ötesinde bir kara delik. Eğer ikisi de doğruysa, karşımızda, en büyük nötron yıldızı ve istediğiniz маломассивной kara delik tarihinin gözlemler!

bu nötron yıldızı olsaydı daha büyük olurdu birleştirme görünmez?

Sınırı Var, ne kadar büyük olabilir, nötron yıldızları, ve eğer eklemek ve eklemek kitle, başarılı, tam bir kara delik. Bu sınırı 2,5 güneş kütlesi için невращающихся nötron yıldız anlamına gelir eğer toplam ağırlık birleştirme düşük olacak neredeyse kesinlikle kalmayacak, nötron yıldızı birleştirdikten sonra, neden güçlü ve uzun ultraviyole ve optik sinyallere gördük bu durumda. Öte yandan, eğer yüksek tırmanmaya 2,9 güneş kütlesi, hemen sonra birleştirme oluşturacak bir kara delik, büyük olasılıkla — hiçbir ultraviyole ve optik сопровождений.

Öyle ya da böyle, bizim en ilk füzyon nötron yıldızı olduğu ortaya çıktı, yani bu aralığın ortasında ne zaman görünebilir süper büyük kütleli bir nötron yıldızı oluşturan emisyon ve optik ve ultraviyole boyunca sinyalleri kısa bir süre. Oluşmuş olup магнетары daha az büyük birleşme? Ve daha büyük — hemen geliyor siyah дырам ve görünmez kalır bu dalga boylarında? Ne kadar nadir veya yaygın bu üç kategori birleştirme: sıradan nötron yıldızlar, süper kütleli nötron yıldızları ve kara delikler? Bir yıl LİGO ve Virgo başlayana arıyor bu soruların cevapları ve teorisyenleri, bir kez bir yıl için neden kendi modelleri ile uyumlu tahminleri.

neden aynı zamanda gama-ışın patlamaları gibi parlak pek çok yönde değil, koni?

Bu soru çok karmaşık. Bir yandan, açılış doğruladı ne uzun şüpheli, ama hiçbir şekilde bunu kanıtlamak olamazdı: kaynaştırma nötron yıldızları gerçekten üretmek gama-ışın patlamaları. Ama biz hep inandık, gama-ışın patlamaları yayarlar gama ışınları, sadece dar, konik şeklinde, 10-15 derece çapı. Şimdi biz biliyoruz ki, hükümler, birleşme ve büyüklüğü yerçekimi dalgaları, gama-ışın patlamaları gider 30 derecelik görüş bizim hattı, ama biz bu durumda, bu güçlü gama radyasyon sinyal.

Doğa gama-ışın patlamaları değişmeli. Görev teorisyenleri amacı açıklamak için neden fizik, bu nesnelerin çok farklı bizim tahmin modelleri.

Tek bir satır: ne kadar opak/şeffaf ağır elementler?

Geldiğinde en ağır elementlerin periyodik tabloda, biz biliyoruz ne olduklarını çoğunlukla değil сверхновыми, yani birleşme kara delikler. Ama almak için spectra ağır öğeleri ile mesafe 100 milyon ışık yılı uzaklıkta, anlamak gerekir, onların şeffaflık. Buraya girer anlayış, atom fiziksel geçişler elektron орбиталях atom astronomik bir ortamda. İlk defa bir ortam var olup olmadığını kontrol etmek için, astronomi ile geçti, atom fiziği, ve sonraki gözlem birleşme izin gerektiğini bize soru-cevap opaklık ve saydamlık dahil olmak üzere.

Bu mümkün, füzyon nötron yıldız oluyor sürekli, ne zaman LİGO ulaşması planlanan hassasiyet seviyesi, biz bulmak için onlarca birleşme / yıl. Ayrıca belki de bu olay son derece nadir ve şanslı görmek sadece tek bir yıl bile güncelledikten sonra. Aşağıdaki on yıl fizik teorisyenleri harcayacaklar yanıt aramak, yukarıda açıklanan konular.

Gelecek astronomi yatıyor önümüzde. Yerçekimi dalgaları, yeni ve tamamen bağımsız bir şekilde araştırma damak, eşleyerek, gökyüzünde, yerçekimi mercek dalgalar geleneksel astronomik haritalar, biz sorularınızı cevaplamak için istekli değil cesaret sormak daha bir hafta önce.