Гравитационные волны рассказали об образовании нейтронной звезды рекордной массы

Новые данные заставили астрономов иначе взглянуть на природу катаклизма, наблюдение которого всколыхнуло всё научное сообщество. В результате знаменитого слияния нейтронных звёзд, породившего гравитационные волны, образовалась не рекордно лёгкая чёрная дыра, а рекордно тяжёлая нейтронная звезда.

Такой вывод сделан в научной статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters Маурисом ван Пюттеном (Maurice van Putten) из Университета Седжон в Южной Корее и Массимо Валле (Massimo Valle) из Национального института астрофизики Италии.

Всплеск гравитационных волн GW170817, зафиксированный 17 августа 2017 года, был уникален сразу по нескольким причинам.

Во-первых, это была всего пятая обнаруженная "гравитационная вспышка" в истории (из шести, зарегистрированных на сегодняшний день).

Во-вторых, впервые подобное событие наблюдалось одновременно на гравитационных детекторах и в телескопы, принимающие электромагнитные волны (видимый свет, инфракрасное излучение и так далее).

Наконец, это было первое надёжно зафиксированное столкновение нейтронных звёзд. Все предыдущие всплески гравитационных волн были связаны со слиянием чёрных дыр, а вспышки в электромагнитном спектре, похожие на GW170817, могли иметь иное объяснение.

Наблюдения на детекторе LIGO позволили определить, что в результате столкновения образовался объект массой 2,7 солнечных. Автоматически получалось, что это либо самая маленькая известная астрономам чёрная дыра, либо самая большая нейтронная звезда.

Как сделать выбор между этими вариантами? Авторы одного из предыдущих исследований склонялись к первой версии, опираясь на особенности рентгеновского излучения с места событий. Ван Пюттен и Валле оспорили этот вывод.

Исследователи подробно проанализировали записи гравитационных детекторов LIGO и VIRGO, используя новый метод обработки данных.

В данных обеих частей установки LIGO, разнесённых на 3000 километров, они обнаружили нечто интересное. После окончания первоначального импульса гравитационных волн, но до вспышки гамма-лучей, начался ещё один небольшой гравитационный всплеск, продолжавшийся около пяти секунд. Основная частота этого сигнала сначала составляла менее килогерца.

Кроме того, через 1,7 секунды после окончательного слияния нейтронных звёзд была короткая гамма-вспышка продолжительностью около трёх секунд. 

По расчётам авторов, такие данные свидетельствуют, что в результате события образовалась нейтронная звезда, а не чёрная дыра.

"Мы живём в ещё очень раннюю эпоху астрономии гравитационных волн. Поэтому мы столь подробно анализируем [все] данные. Для нас это действительно окупилось, и мы смогли подтвердить, что две нейтронные звезды слились, чтобы сформировать более крупную", – говорит ван Пюттен.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) пристально следят за новостями об исследованиях GW170817. Мы рассказывали о том, что происходило после знаменитого столкновения, о "сверхсветовой" струе вещества и о том, как это событие помогло изучить кварковую материю.