Испускаемый нейтронными звездами при слиянии сигнал оказался похож на звук камертона
Астрофизики предложили заглянуть в недра нейтронных звезд, фиксируя колебания гравитационных волн, возникающих непосредственно в момент слияния. Раскрыть важнейшую информацию о ядерных процессах внутри светил можно, поймав особый «чистый» сигнал.
Будучи одним из исходов звездной эволюции, нейтронные звезды представляют собой экстремальные объекты: их масса превосходит солнечную иногда в 2,16 раза, а радиус достигает 10-13 километров. Поскольку давление и плотность вещества внутри этих небесных тел настолько велики, что воспроизвести их в лабораторных условиях нельзя, вопрос о том, какую роль играют ядерные взаимодействия при столь высоких давлениях, остается одним из главных в современной астрофизике.
Вот почему ученых так интересует слияние нейтронных звезд (в результате которого формируется более массивная нейтронная звезда или черная дыра). Когда две нейтронные звезды обращаются вокруг друг друга, то двигаются по спирали вследствие излучения гравитационных волн — искажений в пространстве-времени, распространяющихся по Вселенной со скоростью света.
Самые мощные колебания возникают непосредственно в момент слияния и в последующие миллисекунды, когда возникает чрезвычайно массивная и быстро вращающаяся нейтронная звезда, которая какое-то время излучает гравитационные волны с характерной узкой полосой частот. Именно за этим «чистым» сигналом ученые и «охотятся».
Впервые сигнал, испускаемый нейтронными звездами при слиянии, зафиксировали в 2017 году с помощью детекторов гравитационных волн LIGO (расположены в США) и Virgo (Италия). Источником волны под названием GW170817 стали два объекта массой около 1,1 и 1,6 солнечной массы соответственно.
Теперь ученые из Франкфуртского университета имени Иоганна Вольфганга Гёте (Германия) выяснили, что, хотя сила такого «чистого» сигнала постепенно ослабевает, его частота стремится к некоему постоянному значению. Эту стадию астрофизики назвали «продолжительным затуханием» по аналогии с камертоном — когда у последнего спустя время исчезают лишние обертоны, остается лишь одна основная нота.
Результаты исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, показали, что именно в этой «чистой ноте» скрыта важная информация о плотности и давлении внутри нейтронных звезд.
К такому выводу ученые пришли, применив компьютерное моделирование: «продолжительное затухание» оказалось напрямую связано с максимально возможным давлением и плотностью в ядрах звезд. Таким образом астрофизики смогли «нащупать» самые экстремальные участки диаграммы состояний вещества.
«Благодаря новейшим методам статистического моделирования и высокоточным симуляциям на мощных суперкомпьютерах, мы нашли новую фазу „продолжительного затухания“ при слияниях нейтронных звезд. Этот эффект может обеспечить новые и строгие ограничения на состояние вещества внутри светил», — объяснил один из авторов научной работы Кристиан Эккер (Christian Ecker).
Хотя современные гравитационно-волновые обсерватории (LIGO, Virgo, KAGRA) до сих пор не смогли «услышать» «чистый» сигнал слияния нейтронных звезд, исследователи надеются, что зарегистрировать его смогут детекторы будущего поколения. Если их выводы верны, то «продолжительное затухание» станет незаменимым инструментом для изучения строения одних из самых плотных и экстремальных объектов во Вселенной.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая предложили универсальный подход для определения с высокой точностью так называемой внутримолекулярной потенциальной функции — информация о ее свойствах позволяет делать прогноз поведения молекулы в различных условиях. Новый подход подходит для самых разных многоатомных молекул. В будущем он позволит точнее предсказывать спектры и динамику молекул как в условиях атмосфер планет Солнечной системы, а также более точно моделировать химические процессы на квантовом уровне.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии