Fermi teleskopas pasiruošęs išardyti gravitacines bangas

The Great Gildersleeve: Jolly Boys Invaded / Marjorie's Teacher / The Baseball Field (Liepa 2019).

Anonim

Spalio 14 d. Energijos bangos, keliaujančios daugiau nei milijardus metų, švelniai sukrėtė erdvę-laiką netoli Žemės. Trikdis, kurį sukūrė poros sujungiančių juodųjų skylių, buvo užfiksuotas Laser Interferometro gravitacinių-bangų observatorijos (LIGO) įrenginiais Hanford, Vašingtone ir Livingston, Luizianoje. Šis įvykis buvo pirmasis gravitacinių bangų aptikimas ir atidarytas naujas mokslinis langas apie tai, kaip veikia visata.

Mažiau nei po pusės sekundės NASA Fermi gama spindulių teleskopas gamtos spindulių stebėjimo monitoriuje (GBM) iškėlė trumpą ir silpną didelės energijos šviesos spindulį, atitinkantį tą pačią dangaus dalį. Šio sprogo analizė rodo tik 0, 2 proc. Tikimybę, kad tai yra atsitiktinis sutapimas. Gama spinduliai, atsirandantys dėl juodosios skylės sujungimo, būtų svarbiausias rezultatas, nes tikimasi, kad juodosios skylės sujungiamos "švariai" be jokios šviesos.

"Tai varginantis atradimas, kuriame yra mažai tikimybės būti klaidingu įspėjimu, tačiau kol mes negalėsime pradėti perrašyti vadovėlių, turėsime pamatyti daugiau jutiklinių juodųjų skylių susiliejimų, susijusių su gravitacinėmis bangomis, " - sakė Valerie Connaughton, GBM komandos narė Nacionaliniame kosmoso, mokslo ir technologijų centre Huntsvilyje, Alabamoje, ir švino autorius - " The Astrophysical Journal".

Gatvių bangos šaltinio šviesos aptikimas leis geriau suprasti įvykį. Fermi GBM mato visą dangų, neužblokuotą Žemės, ir yra jautrus rentgeno ir gama spinduliams, kurių energija yra nuo 8000 iki 40 milijonų elektronų (eV). Palyginimui, matomosios šviesos energija svyruoja nuo 2 iki 3 eV.

Su dideliu energijos šaltiniu ir dideliu matomumo lauku, GBM yra pagrindinė priemonė apšviesti trumpus gama spindulių spindulius (GRB), kurie trunka mažiau nei dvi sekundes. Jie plačiai manoma, kad jie atsiranda, kai orbitauja kompaktiški objektai, tokie kaip neutronų žvaigždės ir juodosios skylės, spiralės į vidų ir avarijos kartu. Tos pačios sistemos taip pat įtariamos esminėmis gravitacinių bangų gamintojais.

"Vien tik vienas bendras įvykis kartu su gama spinduliais ir gravitacinėmis bangomis mums tiksliai pasakys, kas sukelia trumpą GRB, - teigė Harvardo-Smitsoonio astrofizikos centro Harvardo-Smitssonijos centro (LBS) narys Lindas Blackburnas (Lindy Blackburn), Maskvoje Mokslinis bendradarbiavimas. "Tarp šių dviejų stebėjimų yra neįtikėtina sinergija, kai gama spinduliai atskleidžia išsamią informaciją apie šaltinio energiją ir vietinę aplinką bei gravitacines bangas, suteikiančias unikalią dinamiką, vedančią į įvykį". Jis aptars sprogimą ir tai, kaip Fermi ir LIGO kartu dirba pakviestame pokalbyje Amerikos sporto draugijos susitikime Solt Leik Sityje antradienį.

Šiuo metu gravitacijos bangų observatorijos turi palyginti neryškus regėjimą. Tai pagerės tuo metu, kai pradės veikti daugiau objektų, tačiau rugsėjo įvykiui, pavadintam GW150914 po datos, LIGO mokslininkai galėjo tik atsekti šaltinį į dangaus lanką, apimantį apie 600 kvadratinių laipsnių plotą, panašią į kampinę zoną Žemė užima Jungtinės Valstijos.

"Tai gana didelis šieno stovas ieškoti, kai jūsų adata yra trumpas GRB, kuris gali būti greitas ir silpnas, tačiau tai, ką mūsų priemonė yra sukurta", - sakė "Huntsville" Alabamos universiteto GBM komandos narys Ericas Burnsas. "GBM aptikimas leidžia mums išstumti LIGO plotą ir iš esmės susilpninti šieno stalą."

Mažiau nei pusę sekundės po LIGO aptiko gravitacines bangas, GBM paėmė silpną didelės energijos rentgeno spindulių impulsą, kuris trunka tik apie sekundę. Lūžis veiksmingai įvyko po Fermi ir dideliu kampu į GBM jutiklius, o tai apriboja jų sugebėjimą nustatyti tikslią padėtį. Laimei, "Earth" užblokavo didelį spąstai tikėtina vieta, kurią tuo metu matė Fermi, leidžianti mokslininkams dar labiau susiaurinti sprogimo vietą.

GBM komanda apskaičiuoja mažiau nei 0, 2 proc. Tikėtinų atsitiktinių svyravimų tokioje arti susijungimo. Darant prielaidą, kad įvykiai yra prijungti, GBM lokalizacija ir "Fermi" Žemės žvilgsnis jungiasi, kad LIGO paieškos sritis sumažintų maždaug dviem trečdaliais iki 200 kvadratinių laipsnių. Geriausias patobulinimas, kai sprogimas yra geresnis GBM detektoriams ar pakankamai ryškiai matomas Fermi didelės srities teleskopu.

LIGO įvykis buvo susijungęs iš dviejų gana didelių juodųjų skylių, kurių kiekviena buvo apie 30 kartų didesnė už saulės masę. Manoma, kad ši didelė dvejetainė sistema su juodosiomis skylėmis nėra paplitusi, ir lieka daug klausimų apie sistemos pobūdį ir kilmę.

Tikimasi, kad juodųjų skylių susijungimai neišskiria reikšmingų rentgeno spindulių arba gama spindulių signalų, nes šviesai generuoti reikia orbitinių dujų. Teororai tikėjosi, kad dujos aplink dvejetainius juodus skylės būtų užstrigusios ilgai prieš jų galutinį sustojimą. Dėl šios priežasties kai kurie astronomai mano, kad GBM sprogsta yra greičiausiai sutapimas ir nesusijęs su GW150914. Kiti sukūrė alternatyvius scenarijus, kai juodųjų skylių sujungimas galėtų sukurti pastebimą gama spindulių spinduliavimą. Bus reikalingi tolesni aptikimai, siekiant išsiaiškinti, kas tikrai atsitinka, kai susiduria juodosios skylės.

Albertas Einšteinas prieš metus prieš savo bendrąją reliatyvumo teoriją prognozavo gravitacinių bangų egzistavimą, o mokslininkai bandė juos aptikti 50 metų. Einšteinas vaizdavo šias bangas kaip spindesius erdvės-laiko audinyje, kurį sukūrė didžiuliai, pagreičioji kūnai, tokie kaip juodosios skylės, sklindančios viena į kitą. Mokslininkai domisi šių bangų stebėjimu ir apibūdinimu, norėdami sužinoti daugiau apie juos gaminančius šaltinius ir apie pačių sunkumą.

menu
menu