Гамма-всплески
Гамма-лучи - это свет наивысшей энергии, также известный как электромагнитное излучение. Он является своего рода светом еще более энергетическим, чем рентгеновские лучи.
В середине 1960-х годов гамма-всплески (ГРБ) были обнаружены спутниками Вела. Что могло создать такие высокоэнергетические гамма-всплески? Определение источников ГРБ с тех пор является одной из ключевых задач в астрофизике. В 2005 году был обнаружен кратковременный гамма-всплеск (sGRB) из далекой галактики, и наблюдения показали, что sGRB могут быть результатом столкновения двух нейтронных звезд или слияния нейтронной звезды с черной дырой. Эти события происходят чрезвычайно далеко от нас, их трудно обнаружить. Поэтому потребовалась разработка чувствительных детекторов гравитационных волн, чтобы обнаружить эти источники гравитационного волнового сигнала GW170817 и GRB, что и было сделано спутником NASA Fermi 17 августа 2017 года.
Открытие
17 августа 2017 года спутник НАСА "Ферми" послал автоматическое предупреждение о поимке сигнала гамма-всплеска, теперь известного как GRB170817A. Потребовалось около 6 минут, чтобы компьютеры LIGO обнаружили, что возможный гравитационный волновой сигнал был обнаружен почти в то же самое время в Хэнфордской обсерватории.
Гравитационный волновой сигнал появился в результате столкновения двух нейтронных звезд, наблюдаемого за 2 секунды до появления сигнала гамма-всплеска. Ученые LIGO и Virgo предупредили астрономов по всему миру и указали координаты источника сигнала на карте неба.
То есть, чтобы найти галактику, в которой столкнулись нейтронные звезды, ученые объединили информацию из новейших обсерваторий, со спутника Fermi и от телескопов.
Это событие ознаменовало первое гравитационное волновое открытие: оно наблюдалось как гравитационными волнами, так и светом, который также известен как электромагнитные волны.
Во время оповещения был полдень в Западном полушарии, а к ночи телескопы в Южной Америке были как раз удобно расположены, чтобы поймать в небе свет от столкновения. В первые часы ночи некоторые телескопы нашли новый яркий источник в галактике NGC 4993. Телескопы по всему миру повернулись к NGC 4993, чтобы увидеть, что будет дальше.
В течение следующих двух недель сеть наземных телескопов и космических обсерваторий проводили наблюдения. Они велись в различных волновых диапазонах с помощью телескопов, которые могли улавливать ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
Астрономы обнаружили, что новым источником света является килонова - яркое кратковременное событие, вызванное столкновением двух нейтронных звезд. За этой частью неба наблюдали с помощью рентгеновских и радиотелескопов, чтобы лучше изучить это столкновение.
Наблюдения выявили важную информацию об энергии взрыва, выброшенном материале и окружающей среде, где это все происходило. Ученые узнали, что столкновения нейтронных звезд способны создавать тяжелые элементы, включая золото, что подтвердило имеющуюся гипотезу.
Также обсерватории безуспешно искали высокоэнергетические нейтрино, идущие из области GW170817.
Целью многопрофильной астрономии является совместное использование электромагнитных, гравитационно-волновых и астро-частичных данных для изучения Вселенной. Поскольку сигналы гравитационных волн и гамма-всплесков произошли почти в одно и то же время, мы теперь имеем подтверждение предсказания Эйнштейна о том, что гравитационные волны и световые волны движутся с одной и той же скоростью.
Новая астрономия
Обнаружение гравитационного волнового сигнала GW170817 и гамма-всплеска, обнаруженного спутником Ферми 17 августа 2017 года, ознаменовали первый случай наблюдения как гравитационных волн, так и света от одного астрофизического источника.
Обсерватории гравитационных волн направили астрономам всего мира оповещение о поиска света от столкновения двух нейтронных звезд. Телескопы обнаружили место столкновения в далекой галактике, и в течение последующих недель и месяцев ученые наблюдали и регистрировали затухающий свет от столкновения.
Это событие впервые было замечено как гравитационными волнами, так и светом, показав, насколько важно для астрономов работать вместе, чтобы сделать новые и увлекательные открытия в новую эру астрономии.