Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Drugie zderzenie gwiazd neutronowych. Para była zaskakująco masywna

Recommended Posts

Po raz drugi w historii LIGO zarejestrował fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia gwiazd neutronowych. Pierwsze tego typu wydarzenie udało się zarejestrować 2,5 roku temu.

Najnowsze zderzenie zostało zarejestrowane 25 kwietnia ubiegłego roku. Naukowcy, którzy analizowali dane, stwierdzili, że łączna masa obu gwiazd wynosiła 3,4 masy Słońca. To interesujące odkrycie, gdyż dotychczas nigdy nie zaobserwowano pary gwiazd neutronowych, która miałaby masę większą niż 2,9 masy Słońca. Ta para była wyraźnie cięższa niż jakakolwiek inna zaobserwowana dotychczas para gwiazd neutronowych, mówi Katerina Chatziioannou z nowojorskiego Flatiron Institute.

Uczona dodała, że nie można wykluczyć, iż doszło do zderzenia czarnych dziur lub czarnej dziury z gwiazdą neutronową, ale jest to mało prawdopodobne, gdyż nigdy wcześniej nie zaobserwowano tak małych czarnych dziur.

Nie wiadomo, dlaczego dotychczas teleskopy nie zaobserwowały pary gwiazd neutronowych o tak dużej masie. Teraz, gdy wiadomo, że pary takie istnieją, teoretycy będą musieli wyjaśnić, dlaczego widać je w wykrywaczach fal grawitacyjnych, a nie w teleskopach.

Gdy tylko LIGO wykrywa fale grawitacyjne, zostaje wysłany alert wraz z informacją o pozycji źródła tych fal. Dzięki temu astronomowie z całego świata mogą rozpocząć obserwacje wskazanego miejsca. Kiedy detektor odkrył pierwsze zderzenie gwiazd neutronowych, wysłany alert pozwolił zaobserwować rozbłysk gamma pochodzący ze starej galaktyki położonej w odległości około 130 milionów lat świetlnych od Ziemi.

Jednak tym razem niczego nie wykryto. Żadna grupa naukowa nie poinformowała dotychczas o zauważeniu rozbłysku w miejscu i czasie, które zgadzałyby się z zarejestrowanymi falami. Mogło się tak stać dlatego, że fale wykrył tylko jeden z detektorów LIGO, ten znajdujący się w Livingston w stanie Louisiana. Drugi z nich, z Hanford w stanie Waszyngton, był czasowo wyłączony, a europejski Virgo w pobliżu Pizy jest zbyt mało czuły, by zauważyć te fale.

Zwykle mamy więc do dyspozycji trzy wykrywacze systemu LIGO-Virgo. Mogą one nawzajem potwierdzać swoje obserwacje, a dzięki triangulacji możliwe jest dokładne określenie źródła fal. Fakt, że tym razem mamy dane tylko z jednego z nich pozwala na stwierdzenie, że do zderzenia gwiazd doszło w odległości większej niż 500 milionów lat świetlnych od Ziemi gdzieś w obszarze obejmujący niemal 20% nieboskłonu.

Danym zarejestrowanym przez LIGO możemy jednak zaufać. Urządzenia działają już na tyle długo, że naukowcy potrafią odróżnić prawdziwy sygnał od zakłócenia, nawet jeśli mają do dyspozycji tylko jeden wykrywacz.

Chatziioanou przypomina, że gdy dochodzi do zderzenia gwiazd neutronowych, powstaje czarna dziura. W tym wypadku mogła ona powstać tak szybko, że natychmiast wchłonęła wszelkie światło, co wyjaśniałoby brak obserwacji. Ponadto strumień energii, który pochodził z takiego wydarzenia, mógł zostać skierowany w inną stronę niż Ziemia.
Naukowcy nadal jednak badają to wydarzenie, więc nie można wykluczyć, że dowiemy się o nim więcej.

W ciągu najbliższych kilku tygodni uruchomiony zostanie japoński wykrywacz fal grawitacyjnych KAGRA. Czwarte takie urządzenie pozwoli na jeszcze bardziej precyzyjne wykrywanie jeszcze większej liczby fal grawitacyjnych.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astrofizyk Amy Reines przyjrzała się 111 galaktykom karłowatym położonym w promieniu miliarda lat świetlnych od Ziemi i zauważyła coś niezwykle zaskakującego. Część z nich nie tylko zawierała masywne czarne dziury, ale nie znajdowały się w centrach galaktyk.
      Wszystkie czarne dziury, jakie wcześniej widziałam, były w centrach. Zaś te czarne dziury poruszały się po ich obrzeżach. Byłam zaszokowana, mówi Reines, która jest profesorem w Montana State University.
      Jak wyjaśnia uczona, istnieją dwa typy czarnych dziur. Mniejsze, gwiazdowe czarne dziury, które powstają w wyniku kolapsu masywnych gwiazd. Drugi typ to masywne i supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk, których masa może być nawet miliardy razy większa od masy Słońca.
      Zaobserwowanie masywnych czarnych dziur na obrzeżach galaktyk karłowatych to potwierdzenie niedawnych symulacji komputerowych przeprowadzonych przez Jillian Bellovary z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej. Z symulacji wynikało, że w wyniku oddziaływania galaktyk karłowatych z otoczeniem ich czarne dziury mogą znajdować się poza centrum.
      Musimy rozszerzyć poszukiwania na całe galaktyki, a nie tylko na ich centrum, gdzie spodziewamy się znaleźć czarne dziury, mówi Reines.
      Jedną z takich niezwykłych galaktyk jest Henize 2-10 oddalona od Ziemi o 30 milionów lat świetlnych. Do niedawna sądzono, że jest zbyt mała, by zawierać masywną czarną dziurę. Jednak w 2011 roku Reines znalazła jej czarną dziurę. Od tamtej pory bardziej szczegółowo zaczęła przyglądać się galaktykom karłowatym i w próbce ponad 40 000 takich galaktyk znalazła ponad 100 czarnych dziur.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy pracujący przy instrumentach LIGO i VIRGO potwierdzili odkrycie, o którym informowaliśmy w sierpniu – po raz pierwszy udało się bezpośrednio zaobserwować fale grawitacyjne oraz emisję światła pochodzące ze zderzenia gwiazd neutronowych.
      Gdy wspomniane gwiazdy krążyły wokół siebie doszło do emisji fal grawitacyjnych, które obserwowano przez około 100 sekund. Gdy gwiazdy się zderzyły, rozbłysk światła był widziany z Ziemi po około 2 sekundach od zarejestrowania fal grawitacyjnych. W ciągu dni i tygodni następujących po zderzeniu obserwowano inne rodzaje emisji, w tym emisję w zakresach ultrafioletu, podczerwieni, światło widzialne, fale radiowe i promieniowanie rentgenowskie.
      Obserwacje zderzenia gwiazd neutronowych były też niepowtarzalną okazją do przeprowadzenia wielu badań. Na przykład dzięki teleskopom Gemini Obserwatory, Hubble'a i European Very Large Telescope naukowcy dowiedzieli się, że podczas kolizji doszło do syntezy wielu materiałów, w tym złota i platyny. To z kolei pozwoliło na rozwiązanie zagadki pochodzenia pierwiastków cięższych od żelaza.
      Możliwość obserwowania rzadkiego wydarzenia zmieniającego nasze rozumienie działania wszechświata jest niezwykle ekscytująca. Dzięki temu wielu specjalistów mogło w końcu osiągnąć postawione sobie cele badawcze i jednocześnie obserwować zjawisko zarówno w formie tradycyjnej jak i fal grawitacyjnych, mówi France A. Cordova, dyrektor National Science Foundation.
      Sygnał grawitacyjny GW170817 wykryto po raz pierwszy 17 sierpnia bieżącego roku. Zauważono go w bliźniaczych detektorach LIGO umiejscowionych w Hanford w stanie Waszyngton i Livingston w Luizjanie. Informacje z detektora Virgo z okolic PIzy pozwoliły na ściślejsze określenie źródła sygnału. Mniej więcej w tym samym czasie gdy sygnał został wykryty w jednym z detektorów LIGO teleskop kosmiczny Fermi zarejestrował rozbłysk gamma. Analizy przeprowadzone przy użyciu oprogramowania LIGO-Virgo wykazały, że jest mało prawdopodobne, by sygnały pochodziły z różnych źródeł. Kolejna analiza pokazała, że i drugi z detektorów LIGO zarejestrował wspomniany sygnał. O zjawisku poinformowano ośrodki naukowe na całym świecie, dzięki czemu można było skierować teleskopy w odpowiednie miejsce.
      Dane z LIGO pokazały, że w odległości około 130 milionów lat świetlnych od Ziemi znajdują się dwa krążące wokół siebie obiekty. Masę obu obiektów oszacowano na 1,1-1,6 masy Słońca, co wskazywało, że nie są to czarne dziury, a gwiazdy neutronowe. To było niezwykle cenne odkrycie, gdyż wcześniej rejestrowano wyłącznie fale grawitacyjne pochodzące z czarnych dziur. Taki sygnał trwa ułamki sekund. Tymczasem sygnał z gwiazd neutronowych nie tylko rejestrowano przez 100 sekund, ale też był on obecny we wszystkich częstotliwościach pracy LIGO. Przeprowadzone przez nas analizy wykazały, że błędny sygnał o takiej sile może się zdarzyć rzadziej niż raz na 80 000 lat, mówi Laura Cadonati, profesor fizyki na Georgia Tech. To odkrycie otwiera nowe możliwości przed astrofizyką. Zostanie ono zapamiętane jako jedno z najintensywniej badanych zjawisk astrofizycznych w dziejach, dodaje uczona.
      Odkrycie rozwiązało kilka zagadek, na przykład pozwoliło stwierdzić, że krótkotrwałe rozbłyski gamma rzeczywiście mają związek z łączeniem się gwiazd neutronowych, ale pojawiły się też nowe pytania. Na przykład źródło rozbłysku gamma znajdowało się wyjątkowo blisko Ziemi, jednak sam rozbłysk był zadziwiająco słaby jak na tę odległość. Naukowcy już pracują nad modelami wyjaśniającymi, dlaczego tak się stało.
      Mimo, że amerykański LIGO jako pierwszy odkrył sygnał, to europejski Virgo odegrał kluczową rolę w badaniach. Jego orientacja względem źródła sygnału w momencie jego zarejestrowania dostarczyła danych, które po połączeniu z danymi z LIGO pozwoliły na precyzyjne zlokalizowanie źródła sygnału. To najdokładniej zlokalizowane ze wszystkich dotychczas odkrytych źródeł fal grawitacyjnych. Tak duża precyzja położenia źródła pozwoliła na przeprowadzenie wielu przełomowych badań, stwierdził Jo van den Brand z Narodowego Holenderskiego Instytutu Fizyki Subatomowej, rzecznik projektu Virgo. To wspaniały przykład efektywności pracy zespołowej, pokazujący jak ważna jest koordynacja i współpraca naukowa, dodaje dyrektor Federico Ferrini z European Gravitational Observatory.
      Przed mniej więcej 130 milionami lat dwie gwiazdy neutronowe krążyły wokół siebie w odległości około 300 kilometrów, a im bliżej siebie były, tym większą miały prędkość. Gwiazdy zaburzały czasoprzestrzeń, emitując fale grawitacyjne. W momencie zderzenia połączyły się w jeden ultragęsty obiekt emitując promieniowanie gamma. Teraz pomiary fal grawitacyjnych i promieniowania gamma potwierdziły ogólną teorię względności, która przewiduje, że fale grawitacyjne powinny poruszać się z prędkością światła. Przez najbliższe tygodnie i miesiące teleskopy z całego świata będą obserwowały i badały to, co pozostało ze zderzenia obu gwiazd.
      Gdy planowaliśmy LIGO pod koniec lat 80. ubiegłego wieku, wiedzieliśmy, że będziemy potrzebowali całej międzynarodowej sieci obserwatoriów fal grawitacyjnych, w tym obserwatoriów znajdujących się w Europie. Dopiero taka sieć pozwoli na zlokalizowanie źródła fal grawitacyjnych, dzięki czemu można je będzie obserwować za pomocą teleskopów optycznych. Teraz możemy potwierdzić, że sieć obserwatoriów wspaniale działa i wraz z teleskopami optycznymi zapowiada nową erę w astronomii. A będzie jeszcze lepiej, gdyż planowane są obserwatoria w Indiach i Japonii, mówi Fred Raab, odpowiedzialny w LIGO za obserwacje.
      LIGO zostało sfinansowane przez amerykańską Narodową Fundację Nauki (NSF), a zarządzają nim specjaliści z California Institute of Technology i MIT. Rozbudowa detektora do Advanced LIGO została również sfinansowana przez NSF, ale zyskała też wsparcie finansowe ze niemieckiego Towarzystwa im. Maxa Plancka, brytyjskiego Science and Technology Facilities Council oraz Australian Research Council. W pracach LIGO Scientific Collaboration bierze udział ponad 1200 naukowców z około 100 instytucji z całego świata.
      Z kolei w prace Virgo zaangażowanych jest ponad 280 naukowców z 20 europejskich instytucji badawczych m.in. z Francji, Włoch, Holandii, Węgier, Polski i Hiszpanii. Detektor Virgo znajduje się w Pizie w European Gravitational Observatory, które jest finansowane ze środków francuskich, włoskich i holenderskich.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół astronomów poinformował o odkryciu najszybciej poruszającej się gwiazdy w Drodze Mlecznej. Jej prędkość względem centrum naszej galaktyki wynosi ponad 6 000 000 km/h. Przed około 5 milionami lat ta hiperprędkościowa gwiazda znajdowała się w centrum Drogi Mlecznej. Została stamtąd wyrzucona przez czarną dziurę. Gwiazda ma prędkość, która pozwala jej opuścić Galaktykę.
      Gwiazda S5-HVS1 jest dwukrotnie bardziej masywna od Słońca i dostarcza pierwszych mocnych dowodów na poparcie liczącej sobie 30 lat teorii mówiącej, że czarne dziury mogą przyspieszyć gwiazdy do hiperprędkości pozwalających an opuszczenie naszej galaktyki, mówi główny autor badań, profesor Daniel Zucker.
      Centrum Galaktyki to wir składający się z obiektów krążących wokół czarnej dziury i w nią wpadających. Wydaje się, że tworzą się tam też gwiazdy. To dziwaczne miejsce, które trudno badać, gdyż pomiędzy nim a nami znajduje się dużo pyłu. Może je obserwować w podczerwieni i w zakresie fal radiowych, ale już niekoniecznie w świetle widzialnym, dodaje uczony. Teraz odkryliśmy gwiazdę, która prawdopodobnie w tym miejscu się uformowała i z niego uciekła. Obecnie znajduje się w odległości 29 000 lat świetlnych od Ziemi. To wystarczająco blisko, byśmy mogli ją dość szczegółowo badać. Gwiazda wydaje się zwyczajna. Powinna nam sporo powiedzieć o gwiazdach powstających w pobliżu centrum Galaktyki i o warunkach tam panujących.
      S5-HSV1 należy do ciągu głównego gwiazd, podobnie jak Słońce i większość innych gwiazd. Liczy sobie około 500 milionów lat, czyli jest w połowie życia. Przez 495 milionów lat stanowiła część układu podwójnego. W pewnym momencie znalazł się on zbyt blisko Saggitariusa A*, czarnej dziury w środku Drogi Mlecznej. Zgodnie z obowiązującymi teoriami, czarna dziura musiała przechwycić jedną z gwiazd, którą w końcu wchłonęła, a S5-HSV1 została wystrzelona z prędkością 1800 km/s.
      Pierwszą gwiazdę hiperprędkościową odkryto w 2005 roku. Do dzisiaj poznaliśmy zaledwie kilkadziesiąt takich obiektów, a przed kilku laty donosiliśmy o odkryciu nowej klasy gwiazd hiperprędkościowych, odkryciu pierwszego hiperprędkościowego układu podwójnego i o tajemniczej hiperprędkościowej gwieździe LAMOST-HVS.
      S5-HVS1 w końcu opuści Drogę Mleczną. Nie nastąpi to jednak zbyt szybko przebycie 1 roku świetlnego zajmuje jej bowiem 180 lat.
       


      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...