Penggabungan bintang neutron telah ditetapkan! • Sergey Popov • Gambar saintifik hari mengenai "Elemen" • Astrofizik

Penggabungan bintang neutron telah ditetapkan!

Terima kasih kepada usaha bersama para peserta projek LIGO dan VIRGO, serta beratus-ratus ahli astronomi pemerhati yang bekerja di seluruh dunia, mungkin pertama kali untuk mengesan peleburan bintang neutron di semua julat spektral sekaligus ditambah – mendaftarkan gelombang graviti dari peristiwa ini. Gambar yang diambil oleh teleskop Hubble menunjukkan galaksi NGC 4993, di mana ia berlaku. Makula di atas dan di sebelah kiri pusat galaksi adalah kilat dari penggabungan. Sidebar menunjukkan bagaimana ia berubah dari 22 Ogos hingga 28 Ogos.

Gelombang gelombang graviti itu sendiri berlaku pada 17 Ogos tahun ini, dan oleh itu menerima nama GW170817. Pada mulanya, dia ditangkap di VIRGO (pemasangannya berjaya disambungkan untuk masa yang singkat ke sesi pemerhatian saintifik LIGO), dan kemudian – dalam masa yang kedua – pada pengesan Amerika. Lonjakan yang diperhatikan berlangsung hampir dua minit! Perlu berhati-hati!

Tetapi yang paling penting ialah selepas 1.7 saat, pengesan gamma pada satelit Fermi dan INTEGRAL mencatatkan pecutan sinar gamma pendek yang dipanggil GRB 170817A. Seberapa cepatnya – ini adalah peristiwa yang berkaitan.

Pengesan graviti tidak dapat menentukan dengan tepat titik lonjakan di langit, walaupun dalam kes ini,apabila tiga pengesan bekerja, kawasan ketidakpastian adalah kira-kira 30 darjah persegi (lebih daripada 100 cakera lunar), tetapi pengesan gamma dapat menentukan koordinat lebih tepat. Oleh itu, ia adalah mungkin untuk menyambung pemerhati yang bekerja di seluruh spektrum (di samping itu, data dari pengesan neutrino dianalisis, tetapi mereka tidak melihat apa-apa, seperti yang diharapkan, dengan cara itu). Dan ini membawa kepada penemuan hebat – lonjakan dan kemunculannya dilihat dalam sinar-X, dan dalam optik, dan ultraviolet, dan dalam julat inframerah!

Di sebelah kiri: penyetempatan isyarat dari pecah GW100817. Cahaya hijau menunjukkan kawasan di mana sumbernya perlu ditemui sekiranya data tersebut hanya dari pengesan LIGO. Hijau gelap – kawasan ketidakpastian seperti yang diperolehi dari gabungan data LIGO dan VIRGO. Biru – penilaian lokasi sumber dengan kelewatan menerima isyarat menggunakan teleskop gamma Fermi dan INTEGRAL. Biru gelap Rantau ini berasal dari data Fermi. Hak: imej optik sebelum penggabungan (20 dan setengah hari, turun di bawah) dan selepas penggabungan (selepas 11 jam, di bahagian atas). Strok menunjukkan kilat dari penggabungan.Imej artikel LIGO saintifik Kerjasama et al., 2017. Pemerhatian Multi-utusan yang Merger Binary Neutron Star

Sejak isyarat graviti gelombang dan GRB datang hampir serentak, ia adalah mungkin dengan ketepatan yang tinggi (kira-kira 10−15) Menuntut bahawa halaju perambatan gelombang graviti adalah kelajuan cahaya (ambil perhatian bahawa kelewatan yang mungkin tidak berkaitan dengan perbezaan halaju, dan fizik gamma-pecah). Di samping itu, ia adalah mungkin dengan ketepatan yang lebih besar berbanding sebelum ini, lihat beberapa ramalan kerelatifan am.

Kehadiran isyarat gelombang graviti membolehkan anda secara langsung menentukan jarak ke objek penggabungan. A pengukuran data optik menyediakan pengenalan galaksi, yang mungkin untuk menentukan anjakan merah itu. Bersama-sama, pengukuran bebas ini membolehkan kita untuk menentukan pemalar Hubble. Namun setakat ini, mereka tidak terlalu akurat – 60-80 (km / s) / Mpc. Ketepatan ini lebih buruk daripada beberapa ukuran kosmologi yang lain. Walau bagaimanapun, ia adalah penting bahawa dalam kes ini berterusan Hubble yang diukur sepenuhnya dengan kaedah bebas yang lain untuk sama – model bebas (iaitu, tidak perlu untuk meletakkan andaian teori tambahan untuk mendapatkan hasil a).Oleh itu, diharapkan pada masa akan datang, data seperti pengamatan penggabungan bintang-bintang neutron menggunakan pengesan gelombang graviti dalam galaksi dengan pergeseran merah yang diketahui akan menjadi sumber maklumat kosmologi yang penting.

Jadi Pada jarak 130 juta tahun cahaya (40 megaparsecs) di galaksi NGC 4993, dua bintang neutron digabungkan. Oleh itu, gelombang gelombang graviti berlaku, dan sejumlah besar tenaga dikeluarkan dalam pelbagai spektrum elektromagnetik.

Sebagai tambahan kepada wabak utama, untuk beberapa waktu, para astronom juga telah mengamati apa yang disebut kilon (kadang-kadang mereka juga dipanggil makron, lihat Kilonova). Radiasi ini dikaitkan dengan pereputan unsur-unsur radioaktif yang disintesis sebagai hasil gabungan bintang-bintang neutron. Sintesis adalah hasil proses yang disebut r, huruf "r" di sini adalah dari kata cepat (cepat). Selepas perpaduan, bahan yang diperluas ditembusi oleh aliran neutron dan neutrino. Ini mewujudkan keadaan yang menggalakkan bagi transformasi nukleus unsur menjadi lebih berat. Nukleus menangkap neutron, yang kemudiannya boleh menjadi proton di dalam nukleus, akibatnya nukleus melompat satu sel dalam jadual berkala. Jadi anda boleh "melompat" bukan sahaja untuk memimpin, tetapi juga untuk uranium dan torium.Pengiraan moden menunjukkan bahawa bahagian utama elemen berat (dengan massa lebih daripada 140), sebagai contoh, emas dan platinum, disintesis akibat gabungan bintang-bintang neutron, dan bukan dalam proses letupan supernova.

Jadi, kompleks data yang besar diperolehi dari satu peristiwa, yang menarik untuk pelbagai bidang fizik dan astrofisika:

1. Sambungan percikan sinar gamma pendek dengan fusions bintang neutron telah terbukti. Data baru akan membolehkan pemahaman yang lebih baik mengenai fizik pecahan sinar gamma pendek.
2. Ia adalah mungkin untuk melakukan ujian yang sangat baik tentang beberapa ramalan GR (kelajuan penyebaran gelombang graviti, inversi Lorentz, prinsip kesetaraan).
3. Data unik diperolehi pada sintesis elemen semasa pelakuran bintang-bintang neutron.
4. Ia adalah mungkin untuk mendapatkan pengukuran secara langsung terhadap pemalar Hubble.

Kami menjangkakan bahawa pemerhatian seterusnya akan membantu menentukan dengan ketepatan yang tinggi massa dan jejari bintang neutron (yang penting untuk memahami struktur mereka, yang berkaitan dengan fizik nuklear), dan juga menunggu peristiwa di mana penggabungan dua bintang neutron akan membawa kepada pembentukan lubang hitam yang diperhatikan. By the way, katakan pastiapa yang berlaku akibat peristiwa ini adalah mustahil (tetapi kemungkinan besar, lubang hitam tidak berbentuk).

Kesimpulannya, kita perhatikan bahawa ahli astronomi sangat beruntung. Pertama, lonjakan sangat dekat. Kedua, kebarangkalian bahawa gelombang gelombang graviti akan disertai oleh pecahan sinar gamma tidak terlalu besar. Mari kita berharap para ahli astronomi akan meneruskan dan seterusnya!

Artikel asli dengan bahan yang berkaitan dengan penemuan boleh didapati di laman web LIGO.

Gambar dari hubblesite.org.

Sergey Popov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: