Команда астрофізиків за допомогою симуляцій визначила, що уламки, які викидають вмираючі зірки, можуть бути джерелом гравітаційних хвиль – пульсацій у просторі-часі, передбачених Ейнштейном понад століття тому.
Гравітаційні хвилі передбачені загальною теорією відносності, це пульсації у просторі-часі, що генеруються масивними об’єктами, які прискорюються. Хвилі також створюються взаємодією таких об’єктів, як подвійні та злиття між нейтронними зірками і чорними дірами.
Гравітаційні хвилі були вперше виявлені лазерною інтерферометричною обсерваторією гравітаційних хвиль (LIGO), яка базується в Луїзіані та Вашингтоні. LIGO виявляє гравітаційні хвилі, вимірюючи мізерні відмінності в часі падіння лазерних імпульсів на дзеркала в підземних спорудах; ці відмінності свідчать про те, що пульсації в просторі-часі трохи затримують лазерні імпульси.
Тепер команда дослідників припускає, що в космосі може пульсувати новий тип хвиль з тих, які ще не були виявлені: гравітаційні хвилі, вироблені речовиною, що випромінюється вмираючими зірками. Їхнє дослідження було представлено сьогодні на 242-му засіданні Американського астрономічного товариства.
“На сьогоднішній день LIGO виявив гравітаційні хвилі лише від бінарних систем, але одного дня він виявить перше небінарне джерело гравітаційних хвиль”, – сказав Оре Готтліб, астрофізик з Північно-Західного університету і провідний автор дослідження, в релізі Northwestern. “Кокони – одне з перших місць, де ми повинні шукати цей тип джерел”.
Хоча такі хвилі ще не спостерігалися, вони були передбачені в симуляціях, проведених Готлібом і його колегами. Дослідники змоделювали, як зірки вмирають, викидаючи матеріал назовні і стискаючись всередину, залишаючи чорні діри в порожнечах, які вони залишають після себе.
Дослідники намагалися визначити, чи можуть акреційні диски чорних дір – перегрітий матеріал, який оточує чорні діри і робить їхні тіні видимими на зображеннях радіотелескопів – бути джерелом гравітаційних хвиль.
Але, дивлячись у бік акреційних дисків, розрахунки команди були порушені змодельованими даними з кокона матерії, що оточує струмені прискореного матеріалу, виробленого вмираючими зірками. Модель припустила, що матеріал навколо струменів може викликати збурення в просторі-часі, які знаходяться в межах частотного діапазону, який виявляє LIGO.
Виявлення гравітаційних хвиль з нових джерел також було б благом для астрофізиків, які прагнуть відстежити гравітаційний хвильовий фон, або шум гравітаційних хвиль, що постійно прокочуються Всесвітом. Вчені шукають гравітаційний хвильовий фон за допомогою пульсарно-часових решіток, які працюють подібно до LIGO, але покладаються на синхронізацію виявлення світла, випромінюваного пульсарами, що швидко обертаються, а не на підземні лазерні імпульси.
Святим Граалем гравітаційно-хвильової астрономії була б космічна обсерваторія, яка працювала б так само, але в набагато більшому масштабі, ніж LIGO (яка відтоді розширилася і об’єдналася з іншими обсерваторіями, утворивши колаборацію LIGO-Virgo-KAGRA). Замість того, щоб використовувати плечі LIGO довжиною 2,5 милі (4 кілометри) для виявлення гравітаційних “хвиль”, астрофізики могли б використовувати плечі запропонованої місії LISA довжиною 1,5 мільйона миль (2,41 мільйона кілометрів).
Але коли б така обсерваторія не з’явилася – якщо взагалі з’явиться – це, безумовно, допоможе, якщо ви знаєте, де шукати.
Читайте також :