Астрономы засекли второе столкновение нейтронных звезд
25 апреля 2019 года в 520 миллионах световых лет от нас столкнулись и слились две нейтронные звезды. И астрономы, занимающиеся гравитационными волнами, сумели засечь это событие.
Событие получило код GW190425, хотя это лишь второе зарегистрированное столкновение нейтронных звезд.
Первое столкновение нейтронных звезд было зарегистрировано в августе 2017 года. Тогда ученые собрали огромное количество данных с самых разных инструментов для наблюдения. Такой способ всестороннего наблюдения называется многоканальной астрономией .
Новое событие позволило подтвердить выводы предыдущего, говорит спикер Virgo , физик Джо ван дер Бранд из Маастрихтского университета в Нидерландах:
Мы засекли второе событие, соответствующее бинарной системе нейтронных звезд, и это является важным подтверждением события в августе 2017 года, которое стало новым началом многоканальной астрономии.
Но были и некоторые важные различия.
В отличие от первого столкновения (GW170817) на этот раз не было света. Отчасти это объясняется большим расстоянием. А отчасти тем, что в момент события один из двух детекторов LIGO был отключен. К тому же сигнал был слишком слабым, чтобы его мог засечь Virgo .
В результате очень сложно было отследить источник сигнала, но постоянная работа Virgo позволила международной команде астрономов хотя бы сузить область поисков до относительно небольшой области — примерно 20% неба.
Впрочем, даже без оптических данных сигнал можно расшифровать и узнать массу, положение и спин столкнувшихся объектов.
Тут ученых ждал сюрприз. Судя по волне, одна из нейтронных звезд имела массу в 1,4 раза больше Солнца, а вторая — примерно в 2 раза больше Солнца.
По словам физика-теоретика Сьюзан Скотт из Австралийского национального университета и ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery, астрономы “очень удивились, узнав общую массу этой древней бинарной системы нейтронных звезд — примерно 3,4 солнечной массы — ведь это значение значительно превосходит массы всех известных бинарных систем нейтронных звезд в нашей галактике.”
Это может означать, что обнаруженная древняя бинарная система сформировалась не так, как формировались подобные системы в нашей галактике Млечный путь. Более того, возможно, наши инструменты просто не находят настолько массивные бинарные нейтронные звезды.
Массы нейтронных GW170817 лежали в промежутке от 1,1 до 1,6 солнечной массы. В итоге получился объект массой около 2,7 массы Солнца. И хотя на данный момент астрономы засекли лишь два слияния нейтронных звезд, им удалось найти 17 еще не слившихся систем нейтронных звезд в Млечном пути. И среди этих 17 максимальная суммарная масса системы составляет 2,9 солнечной массы.
Это может помочь астрономам понять, как формируются бинарные системы из нейтронных звезд. Ученые рассматривают два вероятных сценария: либо звезды рождаются вместе, либо они “ловят” друг друга уже после рождения. Неясно, какой из этих сценариев породил GW190425. Возможно, удастся найти ответ с помощью компьютерного моделирования.
Объект, получившийся в результате слияния, тоже представляет интерес для науки, потому что он находится прям в “массовой щели” (mass gap) — промежутка масс между самыми большими нейтронными звездами и самыми маленькими черными дырами.
И нейтронные звезды, и черные дыры — это сверхплотные останки мертвых звезд, но мы ни разу не видели черную дыру меньше 5 солнечных масс или нейтронную звезду тяжелее 2,5 солнечной массы.
Пока что мы не знаем, стала ли GW190425 нейтронной звездой или черной дырой, но этот результат может многое нам поведать о таинственном разрыве масс.
—
Научная статья была отправлена на публикацию в The Astrophysical Journal Letters , но еще не была отрецензирована.
Находка была представлена на 2 35–й встрече Американского астрономического общества в Гавайях.
Источник: Science Alert .
Источник
Что, Если Еще Одна Звезда Войдет В Нашу Солнечную Систему?
Когда мы смотрим в глубины космоса, Вселенная нам представляется необъятной: огромное пространство, растянувшееся на миллиарды световых лет. Тем не менее, несмотря на такие гигантские расстояния, некоторые объекты могут находиться к нам намного ближе, чем мы можем себе это представить. Периодически, в нашу Солнечную систему, сквозь облако Оорта — стену ледяных осколков, находящихся на самом краю нашей Солнечной системы, заходят незваные межзвездные гости: кометы, астероиды.
- Однако, что может произойти, если скитающаяся по космическому пространству звезда бесцеремонно пробьется сквозь облако Оорта ?
- Насколько плохо будут обстоять дела, если звезда приведет с собою свои планеты?
Стоит отметить, что на территорию нашего Солнца уже вторгалась чужая звезда. Маленький тусклый красный карлик, который получил название – звезда Шольца , пересек облако Оорта приблизительно 70 000 лет назад. По оценкам, звездная система Шольца (WISE 0720-0846) прошла всего лишь в 0,8 световых годах от Солнца , затем развернулась в противоположную сторону. В виду скоротечности и малой массы системы Шольца, эффект от вторжения в Солнечную систему оказался незначительным.
На сегодняшний момент, еще одна одинокая, блуждающая звезда движется по направлению к Солнечной системе. Gliese 710 – массой около 60% массы нашего Солнца, путешествует по галактике со скоростью в 52 000 километров в час.
- Сколько у нас осталось времени до того момента, когда эта звезда вторгнется в нашу Солнечную систему?
- Какие последствия нас будут ожидать от этого вторжения?
Если чужеродная звезда вторгнется в Солнечную систему и будет в ней буйствовать, степень хаоса, который возникнет, будет зависеть от размера этой звезды и ее траектории. Когда звезда Шольца вторглась в пределы Солнечной системы, минимальная дистанция сближения оказалась более чем в пять раз меньше расстояния до ближайшей звездной системы Проксимы Центавра.
Стоит отметить, что, звезда Шольца не оказала большого влияния на нашу планету, тем не менее, в это же время, наши предки практически полностью были уничтожены массивным извержением вулкана. Вполне вероятно, что это чистое совпадение? Однако, прежде чем, звезда Шольца развернулась и ушла в глубины космоса, она изменила орбиты приблизительно 10% комет и астероидов в Солнечной системе.
Это была маленькая звезда, а что произойдет если это будет более крупная блуждающая звезда, например, как Gliese 710 , которая в настоящий момент движется по направлению к нашей Солнечной системе?
Примерно через 1,3 миллиона лет Gliese 710 станет самой близкой к Солнцу звездой. Когда произойдет это сближение, Земле придется не сладко.
Первоначально, странствующая звезда будет пробиваться сквозь облако Оорта – колоссальное «хранилище» миллиардов ледяных глыб. В этот момент, напрямую на нас это не повлияет, однако, гравитационное поле звезды вызовет колебание во всем облаке, что заставит поменять траектории многих «спящих» в облаке объектов, огромные куски космического камня направятся внутрь Солнечной системы, в связи с чем, возрастет вероятность их столкновения с планетами Солнечной системы.
Огромное количество комет, астероидов и метеоритов устремятся к планетам. Зачастую, маленькие небесные тела падают в безлюдных районах или сгорают в атмосфере Земли, однако, не стоит забывать, что более крупные астероиды или кометы смогут нанести непоправимый ущерб для всей жизни на нашей планете. Например, в 1908 году в Сибири, падение всего одного астероида повредило и уничтожило порядка 80 миллионов деревьев, а также во многих домах выбило окна в радиусе 200 км, а что если бы такой астероид упал в каком-нибудь городе?
Эти последствия характерны для попавшей в нашу Солнечную систему странствующей звезды, которая немного меньше нашего Солнца . А что произойдет, если это будет более массивная звезда?
Если в облако Оорта войдет звезда, которая больше нашего Солнца , то она нарушит орбитальный цикл любой планеты, до которой она способна дотянуться своей гравитацией. В виду того, что в пределах нашей Солнечной системы существуют огромные расстояния, то, на этот процесс потребуется несколько миллионов лет.
Вся Солнечная система погрязнет в медленном хаосе, вполне вероятно, что это может привести к столкновению некоторых планет.
Однако, это не самое худшее, что может произойти.
Если бы странствующая звезда привела с собою другие планеты и спутники, то Солнечная система превратилась бы галактический суп, а орбиты звезд и планет были бы изменены. Масштабные столкновения еще больше нарушат планетарные орбиты.
В итоге, Земля также была бы выбита из своей орбиты, если до этого не была бы уничтожена метеоритными бурями или остатками других планет. Согласно исследованиям, за прошедшие 2 миллиона лет, около 9 звезд приближались к облаку Оорта , но все они были просто «гостями» у нашего Солнца . Вполне вероятно, что за миллиарды лет, Солнце принимало не один десяток таких гостей.
Ученые-астрономы проделали масштабную работу, собрав данные о порядке 40 000 красных карликов. На основе изученных данных и проведенных расчетов, были сделаны выводы, что из 40 000 звезд, лишь 18 несут потенциальную опасность сближения с нашей Солнечной системой. Хотя вероятность прохождения странствующей звезды вблизи облака Оорта существует, однако, она очень мала и давайте надеяться на то, что опасного сближения нашей Солнечной системы со странствующей звездой никогда не произойдет.
Спасибо за чтение!
Понравилась статья? Поставьте палец вверх и подпишитесь на канал чтобы поддержать его.
Источник
Что случится, если столкнутся нейтронные звёзды
Нейтронные звезды — это одни из самых необычных и удивительных объектов во Вселенной. Они — результат эволюции звезд с начальной массой, превышающей в несколько раз массу нашего Солнца. Обладая диаметром всего в несколько километров, нейтронные звезды имеют необыкновенную плотность, материя в них сжата до такой степени, что даже один кубический сантиметр такого небесного тела в земных условиях весил бы сотни миллионов тонн!
Если положить на землю шарик размером с яблоко, сделанный из нейтронного вещества, он пройдет сквозь земную кору и мантию до самого ядра с такой же легкостью, с которой кусок свинца проходит через воздух. Конечно, это не более чем мысленный эксперимент, существование столь малого объекта из вещества нейтронной звезды вряд ли возможно, поскольку его гравитационная энергия связей слишком мала, чтобы удержать его от стремительного радиоактивного распада.
Столь же ничтожно маловероятным представляется столкновение путешествующей нейтронной звезды с Землей или другой планетой Солнечной системы. В любом случае, это обернулось бы для планеты ужасной катастрофой: мощнейшее гравитационное поле приближающейся нейтронной звезды скорее всего разрушило бы планету еще до столкновения, превратив ее в раскаленные, обожженные радиацией обломки.
А что насчет столкновения самих нейтронных звезд? Что произойдет, если одна нейтронная звезда повстречает на своем пути другую?
Самое удивительное, что подобное событие совсем необязательно будет сопровождаться видимым взрывом, хотя выброс энергии при этом должен быть просто колоссальным. Подтверждением тому может послужить зафиксированное обсерваторией LIGO в августе 2017 года слияние двух нейтронных звезд с общей массой, превышающей массу Солнца в 2,7 раза и находящихся на расстоянии 130 миллионов световых лет от Земли. Хотя пришедшая гравитационная волна и была достаточно мощной, выраженных признаков взрыва не последовало.
Ученые считают, что в момент столкновения двух нейтронных звезд образовалась одна большая нейтронная звезда, но поскольку ее масса оказалась слишком велика, она просуществовала всего несколько миллисекунд, после чего коллапсировала, образовав черную дыру, гравитация которой удержала значительную часть высвободившейся в ходе взрыва энергии. То, что в результате слияния образовалась именно черная дыра, подтверждается также отсутствием дополнительного потока высокоэнергетических частиц, излучающего рентгеновские фотоны. Наблюдаемый же поток в сотни раз меньше того, который должен быть излучаем новой нейтронной звездой.
Образование черных дыр — наиболее вероятный сценарий при столкновении нейтронных звезд, но исход может быть и другим. Если масса звезд невелика, в результате их слияния может образоваться вполне стабильная нейтронная звезда, и это тем более, что нам до сих пор неизвестна та критическая масса, при которой производит коллапс нейтронной звезды. Так что, если же ученые в приведенном выше примере ошиблись, то мы стали свидетелями образования одной из самых массивных нейтронных звезд в наблюдаемой Вселенной.
Источник
Как сталкиваются планеты, звезды и черные дыры?
Вселенная существует около 14 миллиардов лет. За это время благодаря гравитационным взаимодействиям сформировалось неисчислимое множество небесных тел. Из облаков газа сформировались звезды, вокруг них образовались планеты. Звезды в свою очередь сгруппировались в галактики и так далее. Учитывая огромное количество астрономических объектов столкновения между ними не только вероятны, но и неизбежны. В этой статье я расскажу что происходит при столкновении небесных тел.
На ранних этапах формирования Солнечной системы в ней вероятно было больше, чем восемь планет. Возможно был еще один газовый гигант между Юпитером и Нептуном. Компьютерное моделирование показывает, что он был выброшен из нашей системы гравитационным влиянием остальных планет.
Поближе к Солнцу вероятно существовало небесное тело размером с Марс, которое столкнулось с молодой Землей. Из выброшенных в околоземной пространство обломков вероятно сформировалась наша Луна.
Кроме того есть основания полагать, что прежде у Марса было три спутника, но один из них, самый большой, упал на поверхность красной планеты.
Компьютерное моделирование показывает, что столкновения каменистых планет на ранних этапах формирования планетных систем — обычное явление. Когда каменистые планеты сталкиваются они обычно сливаются в одну, большую планету, а из обломков формируются спутники. Система Плутона и Харона с их четырьмя дополнительными спутниками является показательным примером
Столкновение коричневых карликов
Коричневые карлики напоминают массивные газовые гиганты с массой измеряемой в десятках масс Юпитера. Температура внутри них поднимается до миллиона Кельвинов, а давление в их центре запускает реакцию синтеза дейтерия. Они слабо светятся, но остаются относительно холодными и по сути являются промежуточным звеном между планетами и звездами. Иногда их еще называют несостоявшимися звездами.
Однако если в бинарной системе существует два коричневых карлика все может быстро измениться. При столкновении коричневые карлики сливаются и если после слияния их масса переходит порог в 0.075 солнечной массы, во вселенной зажигается новая звезда!
Температуры в новообразованной звезде поднимаются до 4 миллионов кельвинов, а внутри нее запускаются термоядерные реакции характерные для звезд. Вместо двух коричневых карликов мы скорее всего получим один красный карлик. В расположенной неподалеку от нас системе Луман-16 (всего 6.5 световых лет) два коричневых карлика вот-вот столкнутся. Кто знает, может быть нам повезет рассмотреть этот процесс в подробностях.
Столкновение звезд
Звездные массы варьируются в огромном диапазоне. Звезды с малой массой более красные и холодные, их термоядерное «топливо» сгорает относительно медленно, а вот массивные звезды как правило более голубые и горячие и относительно быстро (по астрономическим меркам) сгорают. Когда мы изучаем звездный кластер мы можем сразу получить представление о его возрасте взглянув на то, сколько массивных звезд в нем осталось.
Однако когда в самых старых звездных кластерах иногда можно увидеть звезды, которые намного голубее и горячее, чем должны были бы быть. Такие звезды называют «отставшими» и образовываются они благодаря столкновениям звезд.
При столкновении двух или более звезд они сливаются и в результате получается новая, более массивная звезда. Голубые отставшие звезды характерны в тесных шаровых звездных скоплениях.
Столкновение белых карликов
После того, как звезда главной последовательности доживает свою жизнь и сжигает все свое топливо, термоядерные реакции в ней прекращаются и она становится белым карликом. Такая судьба ожидает в том числе и наше Солнце. Столкновение двух белых карликов ведет к вспышке сверхновой типа Ia. При слиянии белых карликов в них возникает цепная термоядерная реакция высвобождающая гигантское количество света и энергии, в результате чего оба карлика гибнут во вспышке сверхновой.
Столкновение нейтронных звезд
При столкновении нейтронных звезд происходит так называемая килоновая. Это событие получило такое название потому, что высвобождаемая при этом энергия в тысячи раз превышает энергию выделяющуюся при вспышках новых звезд.
Столкновения нейтронных звезд также вызывают очень сильные гравитационные волны и электромагнитное излучение. Нам повезло всего-лишь в прошлом году наблюдать за столкновением двух нейтронных звезд в созвездии Гидры.
Когда две нейтронные звезды сталкиваются возможен один из трех вариантов:
а) они образуют новую более массивную нейтронную звезду (в случае если их масса меньше 2.5 масс Солнца)
б) они образуют вращающуюся нейтронную звезду которая с течением времени коллапсирует в черную дыру (в случае если масса новой нейтронной звезды в диапазоне между 2.5 и 2.75 масс Солнца)
в) сразу коллапсируют в черную дыру, если суммарная масса больше 2.75 масс Солнца.
Столкновение черных дыр
При слиянии черных дыр всегда образуется еще более массивная черная дыра. Однако при этом новая черная дыра будет иметь массу примерно на 5% меньше суммарной массы двух слившихся черных дыр!
Куда девается масса? Она превращается в энергию и излучается в виде гравитационных волн.
Само столкновение происходит примерно следующим образом: черные дыры сближаются, затем начинают двигаться вокруг друг-друга по спирали постоянно сближаясь пока не произойдет столкновение.
На видео ниже показано довольно точное моделирование процесса столкновения двух черных дыр:
Ставьте палец вверх если хотите видеть в своей ленте больше статей о космосе!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
Источник