Хоёр нейтрон одны нэгдлээс үүссэн таталцлын долгионыг анх удаа илрүүлжээ. Таталцлын долгион ба нейтрон одод Таталцлын долгион нейтрон одод
МОСКВА, 10-р сарын 16. /ТАСС/. LIGO (Laser Interferometric Gravitational Wave Observatory, АНУ) болон Virgo (Италид ижил төстэй ажиглалтын газар) детекторууд нь хоёр нейтрон одны нэгдлээс үүссэн таталцлын долгионыг анх илрүүлсэн. Энэхүү нээлтийн тухай даваа гарагт Москва, Вашингтон болон бусад орны хэд хэдэн хотод нэгэн зэрэг болсон олон улсын хэвлэлийн бага хурлын үеэр мэдэгдэв.
“Эрдэмтэд анх удаа хоёр нейтрон одны нэгдлээс үүссэн таталцлын долгионыг бүртгэсэн бөгөөд энэ үзэгдлийг таталцлын долгионыг бүртгэдэг лазер интерферометрээс гадна сансрын ажиглалтын төвүүд (INTEGRAL, Fermi) болон газрын дурануудын тусламжтайгаар ажигласан. Энэ үзэгдлийг дэлхийн 70 орчим газар болон сансрын ажиглалтын газрууд, тэр дундаа робот дурангийн MASTER сүлжээ (М.В.Ломоносовын нэрэмжит Москвагийн Улсын Их Сургууль) ажигласан” гэж Москвагийн Улсын Их Сургуулийн хэвлэлийн албанаас мэдээллээ.
Хэзээ, яаж бүртгүүлсэн бэ?
Эрдэмтдийн даваа гарагт мэдээлсэн энэхүү нээлтийг наймдугаар сарын 17-нд хийсэн байна. Дараа нь LIGO детектор хоёулаа GW170817 хэмээх таталцлын дохиог бүртгэсэн. Гурав дахь Virgo илрүүлэгчийн өгсөн мэдээлэл нь сансар огторгуйн үйл явдлыг нутагшуулах чадварыг ихээхэн сайжруулсан.
Бараг нэгэн зэрэг, таталцлын долгионы дараа хоёр секундын дараа НАСА-гийн Ферми гамма-туяа сансрын дуран болон ОЛОН УЛСЫН Гамма-цацрагийн астрофизикийн лаборатори/INTEGRAL гамма-цацрагийн тэсрэлтийг илрүүлжээ. Дараагийн өдрүүдэд эрдэмтэд рентген, хэт ягаан, оптик, хэт улаан туяа, радио долгион зэрэг бусад мужид цахилгаан соронзон цацрагийг бүртгэсэн.
LIGO илрүүлэгчийн дохионууд илэрсэн таталцлын долгионыг дэлхийгээс харьцангуй ойр зайд буюу 130 сая гэрлийн жилийн зайд байрладаг бие биентэйгээ харьцангуй эргэлддэг астрофизикийн хоёр биетээс ялгаруулсан болохыг харуулсан. Энэ объектууд нь өмнө нь LIGO болон Virgo-ийн олж илрүүлсэн хоёртын хар нүхнүүдээс бага жинтэй байсан нь тогтоогджээ. Тэдний массыг 1.1-1.6 нарны масс гэж тооцсон бөгөөд энэ нь хамгийн жижиг, нягт од болох нейтрон оддын массын хязгаарт багтдаг. Тэдний ердийн радиус нь ердөө 10-20 км.
Хоёртын хар нүхийг нэгтгэх дохио нь ихэвчлэн LIGO детекторуудын мэдрэмжийн хязгаарт секундын багахан хугацаанд багтаж байсан бол наймдугаар сарын 17-нд илрүүлсэн дохио 100 секунд орчим үргэлжилсэн байна. Одууд нийлснээс хойш хоёр секундын дараа гамма цацрагийн гялбаа үүссэн бөгөөд үүнийг сансрын гамма-цацрагт дурангаар тэмдэглэжээ.
LIGO-Virgo багийн таталцлын долгионыг хурдан илрүүлж, гамма туяаг илрүүлэхтэй хослуулснаар дэлхий даяар оптик болон радио дурангаар ажиглалт хийх боломжтой болсон.
Координатыг хүлээн авсны дараа хэд хэдэн ажиглалтын газар хэдхэн цагийн дотор үйл явдал болсон гэж таамаглаж буй тэнгэрийн бүсэд хайлт хийж эхэлжээ. Новатай төстэй шинэ тод цэгийг оптик дурангаар илрүүлж, эцэст нь дэлхий болон сансар дахь 70 орчим ажиглалтын газар уг үйл явдлыг янз бүрийн долгионы уртын мужид ажиглав.
Мөргөлдөөний дараах өдрүүдэд рентген, хэт ягаан, оптик, хэт улаан туяа, радио долгионы мужид цахилгаан соронзон цацраг бүртгэгдсэн.
"Хар нүхнүүдийн "ганцаардсан" нэгдлээс ялгаатай нь анх удаа "компани" үйл явдлыг таталцлын мэдрэгч төдийгүй оптик болон нейтрино дурангаар тэмдэглэв. Энэ бол нэг үйл явдлын эргэн тойронд хийсэн ажиглалтын анхны дугуй бүжиг юм. ”гэж Москвагийн Улсын Физикийн факультетийн профессор Валерий Митрофанов тэргүүтэй Оросын эрдэмтдийн нэг хэсэг болох Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Физикийн факультетийн профессор Сергей Вятчанин хэлэв. Их сургууль.
Мөргөлдөж буй нейтрон одод таталцлын долгион ба гамма туяа ялгаруулж, мөн өргөн давтамжийн мужид цахилгаан соронзон долгионы цацрал дагалддаг хүчтэй материаллаг тийрэлтэт онгоцууд дэлбэрэх ёстой гэж онолчид таамаглаж байна.
Илэрсэн гамма-туяа нь богино гамма-туяа гэж нэрлэгддэг тэсрэлт юм. Эрдэмтэд өмнө нь нейтрон оддыг нэгтгэх үед богино хэмжээний гамма цацраг үүсдэг гэж таамаглаж байсан бол одоо үүнийг ажиглалтаар баталж байна. Хэдийгээр илэрсэн богино гамма цацрагийн эх үүсвэр нь одоогоор дэлхийд харагдах хамгийн ойрын нэг байсан ч тэсрэлт өөрөө ийм зайд гэнэтийн байдлаар сул байв. Одоо эрдэмтэд энэ баримтын тайлбарыг олох ёстой.
Гэрлийн хурдаар
Мөргөлдөх мөчид хоёр нейтрон одны гол хэсэг нь гамма туяа ялгаруулдаг нэг хэт нягт биетэд нэгджээ. Гамма цацрагийн анхны хэмжилтүүд нь таталцлын долгионыг илрүүлэхтэй хослуулан Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол, тухайлбал таталцлын долгион гэрлийн хурдаар тархдаг гэсэн таамаглалыг баталж байна.
"YouTube/Georgia Tech"
"Өмнөх бүх тохиолдлуудад таталцлын долгионы эх үүсвэр нь хар нүхийг нэгтгэж байсан. Хачирхалтай нь хар нүх нь зөвхөн муруй сансар огторгуйгаас бүрдэх маш энгийн биетүүд тул харьцангуйн ерөнхий онолын сайн мэддэг хуулиудаар бүрэн дүрслэгдсэн байдаг. Үүний зэрэгцээ нейтрон оддын бүтэц, ялангуяа нейтрон материйн төлөв байдлын тэгшитгэл одоог хүртэл тодорхойгүй байна.Тиймээс нейтрон оддын нийлсэн дохиог судлах нь эрс тэс нөхцөлд хэт нягт бодисын шинж чанарын талаар асар их хэмжээний шинэ мэдээлэл олж авах боломжийг олгоно. "гэж Митрофановын бүлгийн нэг хэсэг болох Москвагийн Улсын Их Сургуулийн Физикийн факультетийн профессор Фарит Халили хэлэв.
Хүнд элементийн үйлдвэр
Нэгдэх нь "килонова" гарна гэж онолчид таамаглаж байсан. Энэ нь нейтрон одны мөргөлдөөнөөс үлдсэн материал нь хурц гэрэлтэж, мөргөлдөх бүсээс хол зайд хаягдах үзэгдэл юм. Энэ нь хар тугалга, алт зэрэг хүнд элементүүдийг үүсгэдэг процессуудыг бий болгодог. Нейтрон оддын нэгдлийн дараах гэрэлтсэн ажиглалтууд нь нэгдэх янз бүрийн үе шатууд, үүссэн объектын хүрээлэн буй орчинтойгоо харилцан үйлчлэлцэх, Орчлон ертөнцийн хамгийн хүнд элементүүдийг үүсгэдэг үйл явцын талаар нэмэлт мэдээлэл өгдөг.
"Нэгдэх явцад хүнд элементүүд үүссэн нь бүртгэгдсэн. Тиймээс бид хүнд элементүүд, тэр дундаа алт үйлдвэрлэх галактикийн үйлдвэрийн тухай ч ярьж болно. Эцсийн эцэст энэ металл нь дэлхийн хүмүүсийн сонирхлыг хамгийн ихээр татдаг. Эрдэмтэд Энэ нэгдлийн ажиглагдсан параметрүүдийг тайлбарлах загваруудыг санал болгож эхэлж байна" гэж Вятчанин тэмдэглэв.
LIGO-LSC хамтын ажиллагааны тухай
LIGO-LSC шинжлэх ухааны хамтын ажиллагаа (LIGO Scientific Collaboration) нь янз бүрийн орны 100 хүрээлэнгийн 1200 гаруй эрдэмтдийг нэгтгэдэг. LIGO ажиглалтын төвийг Калифорнийн Технологийн Институт, Массачусетсийн Технологийн Институт хамтран барьж, ажиллуулдаг. LIGO-ийн түнш нь 20 судалгааны бүлгийн 280 Европын эрдэмтэн, инженерүүдийг багтаасан Virgo хамтын ажиллагаа юм. Virgo илрүүлэгч нь Пизагийн (Итали) ойролцоо байрладаг.
LIGO Scientific Collaboration судалгаанд ОХУ-аас хоёр шинжлэх ухааны баг оролцож байна: М.В. Ломоносов болон Оросын ШУА-ийн Хэрэглээний физикийн хүрээлэнгийн хэсэг (Нижний Новгород). Судалгааг Оросын суурь судалгааны сан, Оросын шинжлэх ухааны сан дэмжиж байна.
LIGO детекторууд анх 2015 онд хар нүхний мөргөлдөөнөөс үүссэн таталцлын долгионыг илрүүлсэн бөгөөд нээлтээ 2016 оны хоёрдугаар сард хийсэн хэвлэлийн бага хурал дээр зарласан. 2017 онд Америкийн физикч Райнер Вайсс, Кип Торн, Берри Бариш нар LIGO төсөлд оруулсан хувь нэмэр, мөн "таталцлын долгионы ажиглалт"-д оруулсан хувь нэмрийг нь үнэлэн физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ.
Өнөөдөр Вашингтонд болсон хэвлэлийн бага хурлын үеэр эрдэмтэд өмнө нь хэн ч тэмдэглэж байгаагүй одон орны үйл явдал буюу хоёр нейтрон од нийлсэн тухай албан ёсоор зарлалаа. Ажиглалтын үр дүнд үндэслэн таван сэтгүүлд 30 гаруй эрдэм шинжилгээний өгүүлэл нийтлэгдсэн тул бүгдийг нэг дор ярих боломжгүй. Энд хураангуй, хамгийн чухал нээлтүүд байна.
Одон орон судлаачид хоёр нейтрон од нэгдэж, шинэ хар нүх үүссэнийг ажиглажээ.
Нейтрон одод нь том ба их хэмжээний (нарнаас хэд дахин хүнд) оддын дэлбэрэлтийн үр дүнд гарч ирдэг объект юм. Тэдний хэмжээ нь жижиг (ихэвчлэн диаметр нь 20 километрээс ихгүй байдаг), гэхдээ нягтрал, масс нь асар их байдаг.
Хоёр нейтрон од нийлснээр дэлхийгээс 130 сая гэрлийн жилийн зайд хар нүх үүссэн нь нейтрон одноос ч илүү масстай, нягт биет юм. Оддын нэгдэл, хар нүх үүсэх нь таталцал, гамма-туяа, оптик цацраг хэлбэрээр асар их энерги ялгаруулж байв. Гурван төрлийн цацрагийг хуурай газрын болон тойрог замын телескопоор бүртгэсэн. Таталцлын долгионыг LIGO болон VIRGO ажиглалтын төвүүд бүртгэсэн.
Энэхүү таталцлын долгион нь өнөөг хүртэл ажиглагдсан хамгийн өндөр энергийн долгион байв.
Бүх төрлийн цацраг 8-р сарын 17-нд дэлхийд хүрчээ. Нэгдүгээрт, газар дээр суурилсан лазер интерферометр LIGO болон Virgo нь дэлхийн бөмбөрцгийг хэд хэдэн удаа тойрсон таталцлын долгион болох орон зай-цаг хугацааны үе үе шахалт, тэлэлтийг бүртгэсэн. Таталцлын долгионыг үүсгэсэн үйл явдлыг GRB170817A гэж нэрлэсэн. Хэдэн секундын дараа НАСА-гийн Ферми Гамма-цацраг дуран гамма-цацрагийн мужид өндөр энергитэй фотонуудыг илрүүлжээ.
Энэ өдөр бүх мужид ажилладаг том жижиг, газрын болон тойрог замын дурангууд сансар огторгуйн нэг цэгийг харав.
Ажиглалтын үр дүнд үндэслэн Калифорнийн Их Сургууль (Беркли) нейтрон оддын нэгдлийн компьютерийн загварчлалыг хийсэн. Хоёр од хоёулаа нарнаас арай илүү масстай байсан бололтой (гэхдээ радиусын хувьд хамаагүй бага). Гайхамшигтай нягтралтай эдгээр хоёр бөмбөлөг бие биенээ тойрон эргэлдэж, байнга хурдалж байв. Энэ нь дараах байдалтай байна.
Нейтрон оддыг нэгтгэсний үр дүнд хүнд элементийн атомууд - алт, уран, цагаан алт - сансарт гарсан; одон орон судлаачид ийм үйл явдлууд нь орчлон ертөнцийн эдгээр элементүүдийн гол эх сурвалж гэж үздэг. Оптик дуран нь эхлээд цэнхэр харагдах гэрлийг, дараа нь хэт ягаан туяаг "харсан" бөгөөд энэ нь улаан гэрэл, хэт улаан туяаны цацрагт шилжсэн.
Энэ дараалал нь онолын таамаглалтай тохирч байна. Онолын дагуу нейтрон одод мөргөлдөхдөө зарим бодисоо алддаг - энэ нь мөргөлдөх газрын эргэн тойронд нейтрон ба протонуудын асар том үүлээр цацагддаг. Хар нүх үүсч эхлэхэд түүний эргэн тойронд бөөмсүүд асар хурдтайгаар эргэлддэг ба зарим нь хар нүхний таталцлыг даван туулж, нисэн оддог.
Энэ хувь заяа нь мөргөлдөх оддын материалын ойролцоогоор 2% -ийг хүлээж байна. Энэ бодис нь хар нүхний эргэн тойронд хэдэн арван мянган километрийн диаметртэй, нарныхтай ойролцоо нягттай үүл үүсгэдэг. Энэ үүлийг бүрдүүлдэг протон ба нейтронууд хоорондоо наалдаж атомын цөмүүдийг үүсгэдэг. Дараа нь эдгээр бөөмүүдийн задрал эхэлдэг. Дэлхий дээрх одон орон судлаачид хэд хоногийн турш ялзарч буй цөмийн цацрагийг ажиглав. GRB170817A үйл явдлаас хойш олон сая жилийн хугацаанд энэхүү цацраг нь галактикийг бүхэлд нь дүүргэсэн.
Өнөөдөр хэд хэдэн хэвлэлийн бага хурал дээр LIGO болон Virgo гравитацийн ажиглалтын төвүүд болон дэлхийн бусад шинжлэх ухааны байгууллагуудын эрдэмтэд энэ оны 8-р сард анх удаа нэгдлийн улмаас үүссэн таталцлын долгионыг илрүүлж чадсанаа зарлав. хоёр нейтрон одны . Физикчид таталцлын долгионыг өмнө нь дөрвөн удаа ажиглаж байсан ч бүх тохиолдолд тэдгээр нь нейтрон од биш хоёр хар нүх нийлснээс үүссэн байдаг.
©ESO/L. Калькада/М. Корнмессер
Түүнчлэн түүхэнд анх удаа таталцлын долгион үүсгэсэн үйл явдлыг таталцлын детектор-интерферометрээр тэмдэглээд зогсохгүй сансрын болон газрын дурангаар янз бүрийн мужид (рентген, хэт ягаан туяа, харагдахуйц, хэт улаан туяа, туяа) ажиглав. радио). Энэхүү нээлт нь таталцлын долгион, таталцлыг судлах дараагийн алхамыг бий болгоод зогсохгүй нейтрон оддын судалгаанд ихээхэн ахиц гаргах болно. Ялангуяа нейтрон оддын нэгдэх явцад хүнд элементүүдийн нийлэгжилт, гамма-цацрагийн шинж чанарын тухай таамаглалыг баталж байна. Энэхүү нээлтийн тухай Nature, Nature Astronomy, Physical Review Letters, Astrophysical Journal Letters сэтгүүлд нийтлэгдсэн хэд хэдэн нийтлэлд дурджээ.
Таталцлын долгион нь масстай, жигд бус хурдатгалтай хөдөлдөг аливаа биетээс үүсдэг боловч маш том масстай объектуудын харилцан үйлчлэлийн явцад хүний бүтээсэн төхөөрөмж ашиглан илрүүлэх хангалттай хүчтэй долгион үүсдэг: хар нүх, хос оддын бүрэлдэхүүн хэсэг, нейтрон. одод. GW170817 нэртэй одоогийн долгионыг энэ оны 8-р сарын 17-нд АНУ-ын LIGO таталцлын ажиглалтын төв болон Италийн Virgo детекторын хоёр илрүүлэгч илрүүлсэн.
Дэлхийн өөр өөр цэгүүдэд байрлах гурван мэдрэгч байгаа нь эрдэмтэд долгионы эх үүсвэрийн байрлалыг ойролцоогоор тодорхойлох боломжийг олгодог. Таталцлын ажиглагчид GW170817 долгионыг бүртгэснээс хойш хоёр секундын дараа түүний эх үүсвэр байх ёстой хэсэгт гамма-цацрагын флэш ажиглагдсан. Үүнийг Fermi (Fermi Gamma-Ray Space Telescope) болон INTEGRAL (International Gamma Ray Astrophysics Laboratory) сансрын гамма-туяа дурангаар хийсэн. Үүний дараа газрын болон сансрын олон ажиглалтын газрууд эдгээр үйл явдлын боломжит эх сурвалжийг хайж эхлэв. Таталцлын ажиглалтын төвүүд болон гамма-цацраг дурангийн мэдээллээс тодорхойлсон хайлтын талбайн талбай нь нэлээд том бөгөөд ойролцоогоор 35 квадрат градус байв; тэнгэрийн ийм хэсэгт хэдэн зуун бүтэн сарны диск багтах бөгөөд тоо нь үүн дээр байрлах оддын тоо хэдэн сая байна. Гэвч тэд таталцлын долгион болон гамма-цацрагын тэсрэлтийн эх үүсвэрийг олж чадсан хэвээр байна.
Гамма цацрагийн тэсрэлтээс хойш арван нэгэн цагийн дараа үүнийг хамгийн түрүүнд хийсэн нь Чилийн Лас Кампанас ажиглалтын төвд ажиллаж байсан Swope тусгал дуран байв. Үүний дараа хэд хэдэн том телескопууд өмнө нь батлагдсан ажиглалтын хөтөлбөрөө нэн даруй тасалдуулж, Нарны аймгаас 40 парсек (130 сая гэрлийн жилийн) зайд орших Гидра одны NGC 4993 жижиг галактикийг ажиглах горимд шилжсэн. Энэ үйл явдал нээлтийн талаарх анхны цуурхалыг үүсгэсэн боловч эрдэмтэд өнөөдрийн хэвлэлийн бага хурал хүртэл албан ёсоор юу ч батлаагүй байна.
Үнэхээр ч долгион ба гамма цацрагийн эх үүсвэр нь NGC 4993 галактикийн ойролцоо байрлах од байсан. Энэ одыг Европын өмнөд ажиглалтын төвийн (VLT ESO) маш том дуран Хавай дахь Pan-STARRS болон Subaru дурангаар хэдэн долоо хоногийн турш хянаж байсан. ), Шинэ технологийн телескоп (NTT), VLT судалгааны дуран (VST), 2.2 метр MPG/ESO дуран, ALMA (Атакама том миллиметр/миллиметрийн доорх массив) телескопын массив - дэлхийн өнцөг булан бүрээс далан орчим ажиглалтын газар оролцов. ажиглалт, түүнчлэн Хаббл сансрын дуран. Италийн Астрофизикийн INAF хүрээлэнгийн одон орон судлаач Елена Пиан ESO-ийн хэвлэлийн мэдээнд "Эрдэмтэд шинжлэх ухааны шинэ эрин үе эхэлж байгааг гэрчлэх нь ховор" гэж хэлэв. "Энэ бол эдгээр тохиолдлын нэг юм!" NGC 4993 галактикийг 8-р сарын орой л ажиглах боломжтой байсан тул одон орон судлаачдад бага хугацаа байсан; 9-р сард тэр нь наранд хэт ойрхон тэнгэрт гарч ирэн, ажиглах боломжгүй болсон.
Ажиглагдсан од нь эхэндээ маш тод гэрэлтэй байсан ч ажиглалтын эхний тав хоногт түүний тод байдал хорин дахин буурчээ. Энэ од нь биднээс NGC 4993 галактиктай ижил зайд - 130 сая гэрлийн жилийн зайд оршдог. Энэ нь таталцлын долгион GW170817 бидэнд хамгийн ойрын зайд үүссэн гэсэн үг. Тооцооллоор таталцлын долгионы эх үүсвэр нь 1.1-1.6 нарны масстай тэнцэх масстай биетүүдийн нэгдэл байсан нь хар нүх байх боломжгүй гэсэн үг юм. Тиймээс нейтрон одод цорын ганц боломжит тайлбар болсон.
NGC 4993-ийн нийлмэл зураг
болон килонова олон ESO хэрэгслүүдийн өгөгдөл дээр үндэслэсэн
©ESO
Нейтрон оддын таталцлын долгион үүсэх нь хар нүхнүүд нэгдэх үеийнхтэй ижил хувилбараар явагддаг бөгөөд зөвхөн нейтрон оддын үүсгэсэн долгионууд сул байдаг. Хоёр нейтрон од нь хоёртын системийн нийтлэг хүндийн төвийн эргэн тойронд эргэлдэж байх үед таталцлын долгион ялгаруулж энерги алддаг. Иймээс тэд нэг нейтрон од болон нийлэх хүртлээ аажмаар ойртож ирдэг (Нэгдэх үед хар нүх ч гарч ирэх магадлалтай). Хоёр нейтрон одны нэгдэл нь ердийн новагаас хамаагүй илүү гэрэлтдэг бамбар дагалддаг. Одон орон судлаачид үүнийг килонова гэдэг нэрийг санал болгож байна. Нэгдэх явцад хоёр одны массын нэг хэсэг нь таталцлын долгионы энерги болж хувирдаг бөгөөд энэ удаад дэлхийн эрдэмтэд үүнийг анзаарчээ.
Хэдийгээр килоновагийн оддыг 30 гаруй жилийн өмнө урьдчилан таамаглаж байсан ч одоогийн тохиолдол нь ийм одны анхны нээлт юм. Ажиглалтын үр дүнд тодорхойлсон шинж чанарууд нь урьд өмнө хийсэн таамаглалтай сайн тохирч байна. Хоёр нейтрон одны нэгдэл, килоновагийн дэлбэрэлт нь цацраг идэвхт хүнд химийн элементүүдийг ялгаруулж, гэрлийн хурдны тавны нэгээр нисдэг. Хэдэн өдрийн турш бусад оддын дэлбэрэлтээс хурдан - килоновагийн өнгө тод цэнхэрээс улаан болж өөрчлөгддөг. ESO NTT телескопоор ажиглалт хийсэн Стивен Смартт "Манай мониторууд дээр объектын спектр гарч ирэхэд энэ бол миний харж байсан хамгийн ер бусын түр зуурын үзэгдэл гэдгийг би ойлгосон" гэж хэлэв. -Би хэзээ ч ийм зүйл ажиглаж байгаагүй. Манай болон бусад судалгааны бүлгүүдийн мэдээллүүд энэ нь хэт шинэ од эсвэл суурь хувьсах од биш, ер бусын зүйл байсныг тодорхой харуулж байна."
Оддын цацрагийн спектр нь нейтрон оддыг нэгтгэх явцад сансарт цацагдсан цезий, теллур байгааг харуулж байна. Энэхүү ажиглалт нь хэт нягт оддын биетийн гүнд астрофизикчдийн өмнө нь томъёолсон r-нуклеосинтезийн онолыг (r-процесс, нейтрон барих хурдан үйл явц) баталжээ. Нейтрон оддыг нэгтгэх явцад үүссэн химийн элементүүд килоновагийн дэлбэрэлтийн дараа сансарт тархав.
Одон орон судлаачдын өөр нэг онол батлагдсан бөгөөд үүний дагуу нейтрон оддыг нэгтгэх үед гамма-туяа богино тэсрэлт үүсдэг. Энэ санааг удаан хугацаанд илэрхийлж байсан боловч зөвхөн LIGO болон Virgo таталцлын ажиглалтын өгөгдлүүдийг одон орон судлаачдын ажиглалттай хослуулснаар түүний үнэн зөв эсэхийг эцэслэн батлах боломжтой болсон.
“Одоогоор бидний олж авсан мэдээлэл онолтой маш сайн тохирч байна. Энэ бол онолчдын ялалт, LIGO-VIRGO-ийн тэмдэглэсэн үйл явдлын үнэмлэхүй бодит байдлын баталгаа бөгөөд килоновагийн ийм ажиглалтыг олж чадсан ESO-ийн гайхалтай амжилт юм. гэж одон орон судлаач Стефано Ковино хэлэв.
Өчигдөр Вашингтонд болсон хэвлэлийн бага хурлын үеэр эрдэмтэд өмнө нь хэн ч тэмдэглэж байгаагүй одон орны үйл явдал буюу хоёр нейтрон од нийлсэн тухай албан ёсоор зарлав. Ажиглалтын үр дүнд үндэслэн таван сэтгүүлд 30 гаруй эрдэм шинжилгээний өгүүлэл нийтлэгдсэн тул бүгдийг нэг дор ярих боломжгүй. Энд хураангуй, хамгийн чухал нээлтүүд байна. 
Одон орон судлаачид хоёр нейтрон од нэгдэж, шинэ хар нүх үүссэнийг ажиглажээ. Нейтрон одод нь том ба их хэмжээний (нарнаас хэд дахин хүнд) оддын дэлбэрэлтийн үр дүнд гарч ирдэг объект юм. Тэдний хэмжээ нь жижиг (ихэвчлэн диаметр нь 20 километрээс ихгүй байдаг), гэхдээ нягтрал, масс нь асар их байдаг. Хоёр нейтрон од нийлснээр дэлхийгээс 130 сая гэрлийн жилийн зайд хар нүх үүссэн нь нейтрон одноос ч илүү масстай, нягт биет юм. Оддын нэгдэл, хар нүх үүсэх нь таталцал, гамма-туяа, оптик цацраг хэлбэрээр асар их энерги ялгаруулж байв. Гурван төрлийн цацрагийг хуурай газрын болон тойрог замын телескопоор бүртгэсэн. Таталцлын долгионыг LIGO болон VIRGO ажиглалтын төвүүд бүртгэсэн. 
Энэхүү таталцлын долгион нь өнөөг хүртэл ажиглагдсан хамгийн өндөр энергийн долгион байв. Бүх төрлийн цацраг 8-р сарын 17-нд дэлхийд хүрчээ. Нэгдүгээрт, газар дээр суурилсан лазер интерферометр LIGO болон Virgo нь дэлхийн бөмбөрцгийг хэд хэдэн удаа тойрсон таталцлын долгион болох орон зай-цаг хугацааны үе үе шахалт, тэлэлтийг бүртгэсэн. Таталцлын долгионыг үүсгэсэн үйл явдлыг GRB170817A гэж нэрлэсэн. Хэдэн секундын дараа НАСА-гийн Ферми Гамма-цацраг дуран гамма-цацрагийн мужид өндөр энергитэй фотонуудыг илрүүлжээ. Дараа нь ямар нэг зүйл эхэлсэн: LIGO/Virgo-гийн хамтын ажиллагаанаас сэрэмжлүүлэг хүлээн авснаар дэлхийн өнцөг булан бүрээс одон орон судлаачид дурангаа цацрагийн эх үүсвэрийн координатад тохируулсан. Энэ өдөр бүх мужид ажилладаг том жижиг, газрын болон тойрог замын дурангууд сансар огторгуйн нэг цэгийг харав. Ажиглалтын үр дүнд үндэслэн Калифорнийн Их Сургууль (Беркли) нейтрон оддын нэгдлийн компьютерийн загварчлалыг хийсэн. Хоёр од хоёулаа нарнаас арай илүү масстай байсан бололтой (гэхдээ радиусын хувьд хамаагүй бага). Гайхамшигтай нягтралтай эдгээр хоёр бөмбөлөг бие биенээ тойрон эргэлдэж, байнга хурдалж байв. Энэ нь дараах байдалтай байна. Нейтрон оддыг нэгтгэсний үр дүнд хүнд элементийн атомууд - алт, уран, цагаан алт - сансарт гарсан; одон орон судлаачид ийм үйл явдлууд нь орчлон ертөнцийн эдгээр элементүүдийн гол эх сурвалж гэж үздэг. Оптик дуран нь эхлээд цэнхэр харагдах гэрлийг, дараа нь хэт ягаан туяаг "харсан" бөгөөд энэ нь улаан гэрэл, хэт улаан туяаны цацрагт шилжсэн. 
Энэ дараалал нь онолын таамаглалтай тохирч байна. Онолын дагуу нейтрон одод мөргөлдөхдөө зарим бодисоо алддаг - энэ нь мөргөлдөх газрын эргэн тойронд нейтрон ба протонуудын асар том үүлээр цацагддаг. Хар нүх үүсч эхлэхэд түүний эргэн тойронд бөөмсүүд асар их хурдтайгаар эргэлддэг, зарим нь хар нүхний таталцлыг даван туулж, нисэн оддог. Энэ хувь заяа нь мөргөлдөх оддын материалын ойролцоогоор 2% -ийг хүлээж байна. Энэ бодис нь хар нүхний эргэн тойронд хэдэн арван мянган километрийн диаметртэй, нарныхтай ойролцоо нягттай үүл үүсгэдэг. Энэ үүлийг бүрдүүлдэг протон ба нейтронууд хоорондоо наалдаж атомын цөмүүдийг үүсгэдэг. Дараа нь эдгээр бөөмүүдийн задрал эхэлдэг. Дэлхий дээрх одон орон судлаачид хэд хоногийн турш ялзарч буй цөмийн цацрагийг ажиглав. GRB170817A үйл явдлаас хойш олон сая жилийн хугацаанд энэхүү цацраг нь галактикийг бүхэлд нь дүүргэсэн.
Энэ үйл явдлыг ажиглахаас өмнө бидэнд нейтрон нүхний нэгдэх давтамжийг тооцоолох хоёр арга байсан: манай галактик дахь хоёртын нейтрон оддын хэмжилт (пулсарын адил) болон од үүсэх, хэт шинэ болон тэдгээрийн үлдэгдлийн онолын загварууд. Энэ бүхэн нь бидэнд тооцооллыг өгдөг - нэг куб гигапарсек зайд жилд 100 орчим ийм нэгдэл болдог.
Шинэ үйл явдлын ажиглалт нь аврорагийн давтамжийн талаархи анхны ажиглалтын тооцоог бидэнд өгсөн бөгөөд энэ нь хүлээгдэж байснаас арав дахин их байна. Бид юуг ч харахын тулд LIGO-ийн мэдрэмжийн хязгаартаа (одоогийн тал нь байгаа) хүрч, дараа нь байршлыг тогтоох гурван нэмэлт мэдрэгч хэрэгтэй гэж бид бодсон. Тэгээд бид үүнийг эртхэн хараад зогсохгүй эхний оролдлогоор нутагшуулж чадсан. Тэгэхээр асуулт бол: бид энэ үйл явдлыг харсан азтай юу, эсвэл ийм үйл явдлын давтамж үнэхээр бидний бодож байснаас хамаагүй өндөр байна уу? Хэрэв илүү өндөр бол бидний онолын загварууд хаана буруу байна вэ? Ирэх жил LIGO-д шинэчлэл хийх бөгөөд онолчдод энэ талаар бодох цаг гарна.
Хайлуулах явцад бодис ийм их хэмжээгээр ялгарахад юу нөлөөлдөг вэ?
Манай шилдэг онолын загварууд ийм оддын нэгдэл нь өдрийн цагаар спектрийн хэт ягаан болон оптик хэсэгт тод гэрлийн дохио дагалдаж, улмаар бүдгэрч, алга болно гэж таамаглаж байсан. Харин оронд нь гэрэлтэх нь бүдгэрч эхлэхээс өмнө хоёр өдөр үргэлжилсэн бөгөөд мэдээжийн хэрэг бидэнд асуултууд байсан. Ийм удаан үргэлжилсэн хурц гэрэл нь оддын эргэн тойрон дахь дискэн дэх салхи нь Бархасбадь гарагийн массаас 30-40 дахин их массыг материас гаргаж байгааг харуулж байна. Бидний мэдээллээр бол энэ бодис хагасаас бага, бүр найм дахин бага байх ёстой.
Эдгээр ялгаруулалтын талаар ямар ер бусын зүйл байна вэ? Ийм нэгдлийг дуурайхын тулд та маш олон янзын физикийг оруулах хэрэгтэй.
- гидродинамик
- соронзон орон
- цөмийн нягт дахь бодисын төлөв байдлын тэгшитгэл
- нейтринотой харилцан үйлчлэл
...болон бусад олон зүйл. Өөр өөр кодууд нь эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг янз бүрийн түвшний нарийн төвөгтэй байдлаар загварчлах ба эдгээр салхи, ялгаруулалтыг хариуцдаг бүрэлдэхүүн хэсэг нь тодорхойгүй байна. Зөвийг олох нь онолчдын хувьд сорилт бөгөөд бид нейтрон оддын нэгдлийг анх удаа хэмжиж... гэнэтийн бэлэг барьсантай тулгарах ёстой.
Нэгдлийн сүүлчийн мөчид хоёр нейтрон од зөвхөн ялгаруулаад зогсохгүй цахилгаан соронзон спектрээр цуурайтсан гамшигт тэсрэлт үүсгэдэг. Хэрэв бүтээгдэхүүн нь нейтрон од, хар нүх эсвэл тэдгээрийн хооронд ямар нэгэн чамин зүйл байвал шилжилтийн төлөвийг хараахан мэдэхгүй байна.
Энэ нэгдэл нь асар том нейтрон одыг бий болгосон уу?
Нейтрон оддын нэгдлээс алдагдсан массыг хангалттай хэмжээгээр авахын тулд уг нэгдлийн бүтээгдэхүүн нь одыг тойрсон дискнээс массыг үлээхэд хангалттай хэмжээний энерги үүсгэх ёстой. Ажиглагдсан таталцлын долгионы дохион дээр үндэслэн энэ нэгдэл нь 2.74 нарны масстай объектыг үүсгэсэн гэж хэлж болно, энэ нь эргэдэггүй нейтрон одны байж болох нарны хамгийн их массаас хамаагүй өндөр юм. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв цөмийн бодис таамаглаж байсан шиг ажилладаг бол хоёр нейтрон од нэгдэх нь хар нүх үүсэхэд хүргэсэн байх ёстой.
Нейтрон од бол орчлон ертөнцийн хамгийн нягт материйн цуглуулгуудын нэг боловч түүний массын дээд хязгаар байдаг. Үүнээс хэтэрвэл нейтрон од дахин нурж хар нүх үүсгэнэ
Хэрэв энэ объектын цөм нь нэгдлийн дараа шууд хар нүх болон сүйрсэн бол хөөгдөж гарахгүй. Хэрэв энэ нь түүний оронд хэт масстай нейтрон од болох юм бол маш хурдан эргэх ёстой, учир нь өндөр өнцгийн импульс нь массын дээд хязгаарыг 10-15% нэмэгдүүлэх болно. Асуудал нь хэрвээ бид ийм хурдан эргэдэг супер масстай нейтрон одтой бол тэр нь дэлхийн гадаргуу дээрх талбайнуудаас квадриллион дахин хүчтэй, асар хүчтэй соронзон оронтой магнетар болох ёстой. Гэхдээ магнетарууд хурдан эргэхээ больж, 50 миллисекундын дараа хар нүхэнд унах ёстой; Массыг гадагшлуулсан соронзон орон, зуурамтгай чанар, халалтын талаархи бидний ажиглалт нь объект хэдэн зуун миллисекунд оршин тогтнож байсныг харуулж байна.
Энд ямар нэг зүйл буруу байна. Бидэнд ямар нэг шалтгаанаар магнетар биш, маш хурдан эргэлддэг нейтрон од байх юм уу, эсвэл хэдэн зуун миллисекунд тэсрэлт үүсэх бөгөөд бидний физик үүнд хариулт өгөхгүй байна. Үүний зэрэгцээ, товчхон ч гэсэн бид маш том нейтрон одтой байсан бөгөөд түүний ард хар нүх байсан байх магадлалтай. Хэрэв хоёр сонголт хоёулаа зөв бол бид ажиглалтын түүхэн дэх хамгийн том нейтрон од, хамгийн бага масстай хар нүхтэй тулгарна!
Хэрэв эдгээр нейтрон одод илүү масстай байсан бол нэгдэх нь үл үзэгдэх байсан уу?
Нейтрон одод хэр их хэмжээтэй байх нь хязгаартай бөгөөд хэрэв та улам их масс нэмбэл хар нүхтэй болно. Эргэдэггүй нейтрон оддын нарны массын энэхүү 2.5 хязгаар нь хэрвээ нийт нэгдэх масс бага байвал та нийлсний дараа нейтрон одтой үлдэх нь гарцаагүй гэсэн үг бөгөөд үүний үр дүнд бидний харсан хүчтэй, удаан үргэлжлэх хэт ягаан туяа, оптик дохио бий болно. энэ тохиолдолд. Нөгөөтэйгүүр, хэрэв та нар 2.9-аас дээш нарны массаас дээш гарвал хэт ягаан туяа эсвэл оптик дагалддаггүй хар нүх нийлсний дараа шууд үүсэх болно.
Ямартай ч, бидний анхны нейтрон оддын нэгдэл нь богино хугацааны туршид ялгаруулалт, оптик болон хэт ягаан туяа үүсгэдэг супер масстай нейтрон од гарч ирэх боломжтой энэ хүрээний яг дунд хэсэгт унасан. Магнетарууд бага хэмжээний нэгдлээс үүсдэг үү? Илүү том хэмжээтэй нь тэр даруй хар нүхэнд ирж, эдгээр долгионы уртад үл үзэгдэх хэвээр байна уу? Энгийн нейтрон од, хэт масс нейтрон од, хар нүх гэсэн гурван төрлийн нэгдэх нь хэр ховор эсвэл нийтлэг байдаг вэ? Жилийн дараа LIGO болон Virgo нар эдгээр асуултын хариултыг эрэлхийлэх бөгөөд онолчдод өөрсдийн загвараа таамаглалдаа нийцүүлэхэд ердөө нэг жилийн хугацаа л үлдэнэ.
Гамма цацрагийн тэсрэлт нь конус хэлбэрээр биш олон чиглэлд маш тод байх шалтгаан юу вэ?
Энэ асуулт маш төвөгтэй. Нэг талаас, энэ нээлт нь удаан хугацааны туршид сэжиглэгдэж байсан боловч хэзээ ч нотлогдоогүй зүйлийг баталжээ: нейтрон одод нэгдэж гамма цацраг үүсгэдэг. Гэхдээ бид гамма цацрагийн тэсрэлт нь гамма цацрагийг зөвхөн 10-15 градусын диаметртэй нарийхан конус хэлбэрээр ялгаруулдаг гэдэгт бид үргэлж итгэдэг. Одоо бид нэгдэх байрлал, таталцлын долгионы хэмжээ зэргээс харахад гамма-цацрагийн тэсрэлт нь бидний харааны шугамаас 30 градусын зайд байгааг мэдэж байгаа ч бид хүчирхэг гамма-туяаг харж байна.
Гамма цацрагийн шинж чанар өөрчлөгдөх ёстой. Онолчдын өмнө тулгардаг асуудал бол эдгээр объектын физик нь манай загваруудын таамаглаж байснаас яагаад тийм өөр байдгийг тайлбарлах явдал юм.
Тусдаа мөрөнд: хүнд элементүүд хэр тунгалаг/ил тод байдаг вэ?
Тогтмол систем дэх хамгийн хүнд элементүүдийн тухай ярихад бид тэдгээрийн ихэнх нь хэт шинэ гаригууд биш, харин хар нүхний нэгдлээс үүсдэг гэдгийг бид мэднэ. Гэхдээ 100 сая гэрлийн жилийн зайнаас хүнд элементүүдийн спектрийг олж авахын тулд тэдгээрийн ил тод байдлыг ойлгох хэрэгтэй. Үүнд одон орны нөхцөлд атомын орбитал дахь электронуудын атомын физик шилжилтийг ойлгох зэрэг орно. Бид анх удаагаа одон орон судлал атомын физиктэй хэрхэн огтлолцож байгааг шалгах тогтолцоотой болсон бөгөөд дараа дараагийн нэгдэх ажиглалтууд нь тунгалаг байдал, ил тод байдлын асуултад хариулах боломжийг бидэнд олгоно.
Нейтрон оддын нэгдэл байнга тохиолддог байж магадгүй бөгөөд LIGO нь төлөвлөсөн мэдрэмжийн түвшинд хүрэхэд бид жилд хэдэн арван нэгдэхийг олж харах болно. Энэ үйл явдал маш ховор тохиолдсон байж магадгүй бөгөөд бид тохиргоог шинэчилсэний дараа ч жилд нэг удаа л үзэх азтай байх болно. Онолын физикчид ойрын арван жилийг дээр өгүүлсэн асуултын хариултыг эрэлхийлэх болно.
Одон орон судлалын ирээдүй бидний өмнө байна. Таталцлын долгион нь тэнгэрийг судлах шинэ, бүрэн бие даасан арга бөгөөд таталцлын долгионы тэнгэрийг уламжлалт одон орны газрын зурагтай тааруулснаар бид долоо хоногийн өмнө асууж зүрхлээгүй асуултуудад хариулахад бэлэн байна.