Впервые зафиксированы гравитационные волны от слияния нейтронных звезд

17 августа 2017 года гравитационно-волновые обсерватории LIGO (детекторы расположены в США) и Virgo (Италия) зафиксировали сигнал от слияния нейтронных звезд. Сигнал назвали GW170817. Об открытии объявили специалисты Европейской южной обсерватории.

Зарегистрировать сигнал удалось с помощью двух гравитационно-волновых обсерваторий на разных континентах. Первый сигнал принял один из американских детекторов. На основе небольшой временной разницы между реакцией нескольких детекторов ученые смогли установить направление, где произошло событие. Комбинируя данные около 70 обсерваторий разных типов по всему миру, астрофизики нашли, где слились две нейтронные звезды. Это произошло на периферии галактики NGC 4993 в созвездии Гидра. Галактику отделяют от нас 40 Мпк (около 130 млн световых лет). Это сравнительно небольшое расстояние.

Источником волны стали два объекта массой 1,1 и 1,6 солнечных масс соответственно. Эти объекты намного «легче», чем источники первых обнаруженных гравитационных волн — черные дыры, равные 36 и 29 массам Солнца. Уловить сигнал позволила близость двух звезд к Земле. Нейтронные звезды по массе сопоставимы с Солнцем, но намного плотнее: их радиус может составлять 10–20 км.

Новый сигнал оказался очень долгим по сравнению со «звуком» слияния двух черных дыр, длившимся доли секунды: он был различим на протяжении около 100 секунд.

Отклик отдаленного космического события удалось «поймать» несколькими путями. Помимо гравитационной волны, научные приборы по всему миру обнаружили в той же области неба гамма-всплеск и отклик в инфракрасном, ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Такая комбинация позволила восстановить сценарий космического события. Ученые полагают, что нейтронные звезды постепенно сближались — часть энергии при этом уходила в гравитационные волны. При слиянии объектов возник мощный гамма-всплеск, который спустя секунды уловили несколько обсерваторий, включая космический телескоп Fermi.

Также открытие позволило получить подтверждение явления «килоновой» — мощной вспышки при слиянии двух массивных объектов. Предполагается, что «килоновая» в тысячу или более раз мощнее вспышки при зарождении новой звезды. Кроме того, по данным нескольких наземных и космических телескопов удалось установить, что при слиянии нейтронных звезд формируются некоторые тяжелые элементы: цезий, золото, платина.

В работе, предшествующей открытию, участвовали несколько тысяч астрофизиков со всего мира, включая российских ученых. Результаты исследования будут опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.