Прошло три года с момента исторического обнаружения слияния нейтронных звезд из-за гравитационных волн. С того дня международная группа исследователей во главе с астрономом Элеонорой Троя из Мэрилендского университета непрерывно отслеживает последующие выбросы радиации. Их анализ дает возможные объяснения природы рентгеновских лучей, которые продолжили излучение в результате столкновения еще долгое время после того, как модели предсказывали, что они прекратятся. Исследование также показывает, что в современных моделях нейтронных звезд и столкновений компактных тел отсутствует важная информация. Результаты работы публикует журнал Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Слияние нейтронных звезд, которое изучала группа из Мэрилэнда — GW170817 — было впервые идентифицировано по гравитационным волнам, которые были обнаружены LIGO в созвездии Девы 17 августа 2017 года. В течение нескольких часов телескопы по всему миру начали наблюдать электромагнитное излучение, включая гамма-излучение, лучи и свет, исходящие от взрыва. Это был первый и единственный раз, когда астрономы смогли наблюдать излучение, связанное с гравитационными волнами, хотя они давно знали, что такое событие возможно в принципе. Все другие гравитационные волны, наблюдаемые на сегодняшний день, возникли в результате событий, слишком слабых и слишком далеких, чтобы излучение могло быть обнаружено с Земли.
Через несколько секунд после того, как GW170817 был обнаружен, ученые зарегистрировали первоначальную струю энергии, известную как гамма-всплеск, а затем более медленную килоновую. Свет от нее длился около трех недель, а затем погас. Между тем, через девять дней после того, как гравитационная волна была впервые обнаружена, ученые увидели телескопы наблюдали то, что раньше не видели: рентгеновские лучи.
Научные модели предсказывали, что, когда исходная струя от столкновения нейтронной звезды движется через межзвездное пространство, она создает собственную ударную волну, которая излучает рентгеновские лучи, радиоволны и свет. Такое явление известно как послесвечение. Но подобного послесвечения не наблюдалось ранее.
В случае с GW170817 послесвечение достигло максимума примерно через 160 дней после того, как были обнаружены гравитационные волны, а затем быстро исчезло. Но рентгеновские лучи остались.
В новом исследовании предлагается несколько возможных объяснений долгоживущего рентгеновского излучения. Одна из возможностей состоит в том, что эти рентгеновские лучи представляют собой совершенно новую особенность послесвечения столкновения, а динамика гамма-всплеска каким-то образом отличается от ожидаемой.
«Столкновение так близко к нам, что оно видно, и открывает окно во весь процесс, к которому мы редко имеем доступ», — объясняет астроном Элеонора Троя, которая также является научным сотрудником Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. «Возможно, есть физические процессы, которые мы не включили в наши модели».
Другая возможность заключается в том, что килонова и расширяющееся газовое облако за исходной струей излучения могли создать свою собственную ударную волну, которой потребовалось больше времени, чтобы достичь Земли.
Третья возможность состоит в том, что что-то могло остаться после столкновения, возможно, остатки нейтронной звезды, испускающей рентгеновские лучи.
Необходим гораздо больший анализ, прежде чем исследователи смогут точно подтвердить, откуда взялись рентгеновские лучи. Некоторые ответы могут появиться в декабре 2020 года, когда телескопы снова будут нацелены на источник GW170817. Последнее наблюдение было в феврале 2020 года.
Читать также:
В черных дырах могут быть вселенные. Рассказываем о новом открытии
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком