Плотность на грани возможной: о чем расскажет слияние нейтронных звезд
Нейтронные звезды — это мертвые остатки взрыва сверхновой. Они состоят из самой плотной из известных материй. Плотность нейтронной звезды такая же, какая была бы у вещества массой в сотни тысяч масс Земли, упакованного в сферу диаметром с город. Считается, что в процессах слияния нейтронных звезд рождается большинство самых тяжелых элементов во Вселенной, таких как золото.
Слияние сопровождается рядом коротких гамма-всплесков и рябью гравитационных волн сквозь ткань пространства-времени. Мощность, выделяемая за доли секунды при слиянии двух нейтронных звезд, огромна — по оценкам, в десятки раз больше, чем у всех звезд во Вселенной вместе взятых.
Большинство теорий об этом событии предполагали, что нейтронные звезды, запертые в двойных системах, имеют близкие массы. Недавно международная команда, возглавляемая исследователями из Университета Восточной Англии с помощью радиотелескопа Arecibo в Пуэрто-Рико совершила грандиозное открытие двойной нейтронной системы, состоящей из звезд с сильными различиями в массе. Систему назвали PSR J1913 + 1102, а об открытии сообщили в журнал Nature.
Так как одна нейтронная звезда значительно больше другой, ее гигантское гравитационное поле искажает форму звезды-компаньона. Непосредственно перед слиянием она должна вырвать огромные массы вещества из «тела» миниатюрной подруги. Выброс вещества приведет к мощной вспышке электромагнитного излучения. Это означает, что наряду с детекторами гравитационных волн, такими как американский LIGO и европейский детектор Virgo, ученые смогут наблюдать слияние асимметричных нейтронных звезд с помощью обычных телескопов.
Открытие позволило предположить, что слияние нейтронных звезд, названное GW170817, зафиксированное LIGO в 2017 году, было слиянием звезд с разной массой. Ведь его видели через традиционные телескопы в обсерваториях по всему миру. Эти наблюдения и позволили определить местонахождение парочки, ставшей единым целым на расстоянии в 130 миллионов световых лет от Млечного Пути.
Найденная асимметричная система дает ученым надежду на то, что слияния двойных нейтронных звезд дадут критически важные подсказки для ответов на сложные вопросы астрофизики, включая более точное определение постоянной Хаббла, характеризующей скорость расширения Вселенной. К сожалению, звезды в системе PSR J1913 + 1102 переживут слияние только через 470 миллионов лет, что для Вселенной — считанные минуты. Однако, обнаружив этот союз на просторах космоса, ученые уверены, что смогут найти другие асимметричные системы нейтронных звезд, слияния которых успеют дождаться.