Главная Точные и естественные науки

Учёные смоделировали загадочное столкновение двух нейтронных звёзд

Chandra data (above, graph) on J0806 show that its X-rays vary with a period of 321.5 seconds, or slightly more than five minutes.  This implies that the X-ray source is a binary star system where two white dwarf stars are orbiting each other (above, illustration) only 50,000 miles apart, making it one of the smallest known binary orbits in the Galaxy.  According to Einstein's General Theory of Relativity, such a system should produce gravitational waves - ripples in space-time - that carry energy away from the system and cause the stars to move closer together.  X-ray and optical observations indicate that the orbital period of this system is decreasing by 1.2 milliseconds every year, which means that the stars are moving closer at a rate of 2 feet per year.
Автор Йорик

Недавно астрономам посчастливилось наблюдать фантастическое столкновение двух нейтронных звёзд. Однако то, что произошло после, до сих пор ставит науку в тупик.

В августе этого года астрономы наблюдали за тем, как две нейтронные звезды слились друг с другом, произведя гравитационные волны и огромный по своей силе взрыв. Тогда ученые так до конца и не поняли, что же образовалось в результате: одна колоссальная нейтронная звезда, черная дыра или что-то еще.

Юнь-Вэй Ю в Центрально-Китайском педагогическом университете и Зи-Гао Дай в Нанкинском университете в Китае смоделировали этот взрыв (так называемую килонову), который в реальности может продолжаться от нескольких недель до нескольких месяцев. Согласно их расчетам, на месте столкновения должна остаться одна, но очень большая нейтронная звезда.

Столкновение нейтронных звезд: как это происходит

Существует три основные теории того, что может произойти при подобном столкновении. В первом случае образуется черная дыра; во втором — получается нейтронная звезда, которая живет всего лишь несколько миллисекунд, после чего превращается или в черную дыру, или в третий вариант — стабильную нейтронную звезду. Если в данном случае все прошло по третьему сценарию, то астрономам повезло наблюдать самую большую нейтронную звезду из когда-либо открытых.

Гравитационные волны, которые ученые наблюдали с помощью LIGO, не смогут прояснить ситуацию. Однако здесь на помощь ученым приходит килонова.

Поскольку изначально нейтронные звезды вращаются по спирали, они могут ускоряться до примерно 1/3 скорости света, объясняет Эдо Бергер из Гарвардского университета. Когда две такие звезды сталкиваются и становятся одной, объект сохраняет этот импульс и, как следствие, вращается невероятно быстро. В процессе этого огромная звезда излучает энергию, которая или дополнительно ускоряет процесс, или, напротив, замедляет его. Если нейтронная звезда замедлится до порогового предела, то неизбежно запустит самопроизвольный процесс по превращению в черную дыру. Точная масса, при которой происходит коллапс небесного тела, до сих пор неизвестна — ясно лишь то, что звезда должна быть колоссальной.
Точка зрения Земли

Таким образом, астрономам остается лишь наблюдать за килоновой. Повышение уровня излучаемой энергии будет означать, что две звезды успешно слились в одну. «Для нейтронной звезды килонова представляет собой излучение энергии в разных направлениях, в то время как для черной дыры это просто мощный импульс в одну сторону, своего рода «реактивная струя, которая вызовет заметный гамма-всплеск», говорит Бергер.

Сейчас мнения ученых расходятся. Ю и Дай уверены, что их математическая модель верна и что в результате образовалась огромная нейтронная звезда. Бергер, в свою очередь, указывает на мощный гамма-импульс и уверен, что столкновение привело к появлению новой черной дыры. Кроме того, он отмечает, что энергетический всплеск в модели китайских ученых затмевает сам взрыв, который астрономы наблюдали с помощью телескопов.

В ближайшие несколько недель ситуация должна разрешиться. Если раньше все теории строились на гипотезах, то теперь исследователям предстоит лишь расшифровать фактические данные и выяснить наконец, что же произошло в результате столь феноменальной катастрофы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: popmech.ru

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: