Кого слушает президент

«Звон» в космосе

Обзор самых интересных астрономических работ за февраль 2016 года

Сергей Попов 05.03.2016, 11:47
Shutterstock

О сливающихся нейтронных звездах, гравитационных волнах и черных дырах в своем традиционном астрообзоре рассказывает ведущий научный сотрудник ГАИШ, доктор физико-математических наук, лауреат премии «За верность науке» как лучший популяризатор науки 2015 года Сергей Попов.

Еще раз о гравитационных волнах

Самым главным событием, безусловно, стало заявление об обнаружении первого гравитационно-волнового всплеска. Это породило несколько десятков статей. Во-первых, собственно статья коллаборации LIGO по открытию.

Еще вышла пачка статей, посвященных первому прямому обнаружению всплеска гравитационного излучения.

Этот всплеск породила пара довольно массивных (25–30 и 35–40 солнечных масс) черных дыр, что позволило увидеть его на большом расстоянии (свет шел к нам 1,3 млрд лет, что соответствует красному смещению 0,1, то есть сейчас галактика, в которой произошло слияние, находится примерно в 420 Мпк от нас).

Всплеск зарегистрировали установки LIGO 14 сентября. Пока в статьях представлены результаты первых 16 дней наблюдений в сентябре--октябре.

Так что наверняка у коллаборации есть и другие кандидаты, может, более слабые (у этого значимость чуть больше 5 sigma).

Но через несколько месяцев, когда вместе будут работать две установки — LIGO плюс VIRGO, — поток открытий точно возрастет. Результаты наблюдений области всплеска в разных диапазонах суммированы в статье.

Сразу же начались попытки определить или хотя бы ограничить фундаментальные параметры, используя данные по всплеску.

С нижней стороны скорость гравволн сильно ограничена: она очень близка к скорости света, то есть не может быть заметно ниже. Речь там идет о нескольких знаках после запятой. А вот сверху — слегка хуже. Авторы показывают, что новые данные позволяют дать хорошее ограничение. Скорость гравволн не может более чем на 70% превосходить скорость света.

Многие отмечали, что анализ первого гравволнового всплеска дает существенные (но не окончательные) аргументы в пользу существования черных дыр. Вот количественный анализ.

Авторы рассматривают, насколько сильно «звон» после слияния ограничивает модель гравазвезды (gravastar). Ограничивает довольно сильно. Что хорошо. Но не окончательно, что жаль.

Кроме установок LIGO гравволны ищут и с помощью радиопульсаров. Это старая идея, предложенная Михаилом Сажиным около 40 лет назад. Наблюдение за десятком миллисекундных радиопульсаров должно позволить обнаружить гравитационную волну от слияния сверхмассивных черных дыр.

В мире существует несколько таких проектов. Вместе они называются International Pulsar Timing Array. В статье представлены совместные результаты всех трех проектов. Это первый совместный релиз данных.

Пока совместный релиз не перебивает по чувствительности недавно представленный результат одного из трех членов коллаборации, но это лишь потому, что в совместном анализе еще не учтены самые новые результаты наблюдений. При их учете чувствительность будет в пару раз лучше. Учитывая, что речь идет уже об астрофизически интересном диапазоне параметров, ждем второго релиза.

Что и куда развивается

Наконец, отметим, что регистрация гравволн — это не конец, а начало. Начинается эпоха гравитационно-волновой астрономии. В архиве появились и обзоры, посвященные современному состоянию дел и будущим планам.

Но не только гравитационно-волновая астрономия развивается.

Хороший обзор, где описаны основные планируемые проекты в области гамма-астрономии: и наземные, и космические. По таблицам и графикам удобно сравнивать возможности разных инструментов.

Охвачен интервал примерно до 2030 года. Дальше планировать уже тяжело. Описывается восемь космических и пять наземных проектов.

Вспыхнул в радио

Если с гравволнами теперь почти все ясно, то быстрые радиовсплески продолжают удивлять.

Впервые удалось определить, в какой галактике вспыхнул быстрый радиовсплеск, и определить ее красное смещение. Сам всплеск (FRB 150418) наблюдался в апреле прошлого года. Красное смещение z = 0,5. Галактика — с низким темпом звездообразования. Кроме того, увидели спадающий шестидневный радиотранзиент. Авторы полагают, что все хорошо укладывается в модель сливающихся нейтронных звезд. Тогда это означает, что есть разные типы быстрых радиовсплесков, так как предыдущий хорошо изученный всплеск хорошо объяснялся другими моделями.

Отметим, что появилась и критика этого результата. Популярное изложение важного результата есть здесь. По-русски можно послушать и почитать тут.

Кроме этого, появилось еще несколько важных статей на ту же тему. В статье описаны поиски всплесков на Murchison Widefield Array на частоте 182 МГц. Ничего не найдено. А в этой статье рассмотрено, как данные по FRB 150418 позволяют проверять принцип эквивалентности.

Также появилась статья, в которой обсуждается, как данные по всплеску можно использовать для улучшения ограничений на массу фотона. И статья, где обсуждается послесвечение в радиодиапазоне.

А напоследок — о звездах

Перейдем к звездам, и на этом закончим февральский обзор.

Продолжаются споры о природе источника HV2112. Изначально было заявлено, что это лучший кандидат в объекты Торна — Житков (красный гигант, поглотивший нейтронную звезду). Затем на основе анализа собственного движения было показано, что источник может и не находиться в ММО. Тогда для объяснения его свойств не нужна столь экзотическая модель. Теперь же авторы обсуждаемой статьи проводят новый анализ собственного движения и показывают, что эти данные могут быть совместимы с нахождением источника в ММО, а значит, он остается кандидатом в объекты Торна — Житков.