Астрономы сфотографировали самый быстрый объект во Вселенной

МОСКВА, 21 фев – РИА Новости. Объединение мощностей самых крупных радиотелескопов Земли помогло астрофизикам "увидеть" очень тонкий и горячий пучок материи, выброшенный слившимися нейтронными звездами. Он движется почти со скоростью света, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Science.

«

"Мы начали следить за остатками нейтронных звезд примерно через семь месяцев после их слияния, используя глобальную сеть, объединявшую 32 радиотелескопа. Эти наблюдения показывают, что источник радиоволн крайне мал, что говорит о наличии крайне быстрого и узкого выброса материи", — пишут Джанкарло Гирланда (Giancarlo Ghirlanda) из Национального института ядерной физики Италии в Милане и его коллеги.

Обсерватория LIGO, открывшая гравитационные волны в сентябре 2015 года, совершила свое следующее эпохальное открытие в августе 2017 года, обнаружив колебания пространства-времени, порожденные слиянием двух нейтронных звезд – "выгоревших" останков обычных светил, исчерпавших все запасы водорода и гелия.

Их детектирование впервые позволило ученым локализовать источник гравитационных волн – галактику NGC 4993 в созвездии Гидры, и подтвердить, что подобные события сопровождаются мощной вспышкой рентгеновского и гамма-излучения.

Природа этого события сразу стала предметом споров среди теоретиков. Дело в том, что большая часть ученых считала, что подобные катаклизмы должны приводить к формированию миниатюрных гамма-вспышек, так называемых "килоновых".

Они, как предполагали теоретики до открытия GW170817, должны возникать в результате того, что часть материи слившихся нейтронных звезд будет "закручиваться" в тонкие пучки, разгоняться до скорости света и выбрасываться в противоположные стороны в последние мгновения их жизни.

Первые данные, собранные телескопами "Ферми" и "Интеграл" во время наблюдений за килоновой, заставили астрономов сомневаться в этом. Яркость этого космического катаклизма в гамма-лучах и рентгене оказалась примерно в 10 тысяч раз меньше, чем предсказывала теория. Вдобавок, сами следы этой вспышки в разных диапазонах излучения появились не в том порядке, в котором их ожидали увидеть ученые.

По этой причине астрономы продолжили наблюдения за NGC 4993 в надежде понять, были ли вызваны эти аномалии тем, что выбросы бывших нейтронных звезд были направлены в сторону от Земли, или они были порождены чем-то совершенно иным.

© O.S. Salafia, G. Ghirlanda, NASA/CXC/GSFC/B. Williams et al.

Структура "кокона" килоновой и ее выброс

Год назад астрономы, работавшие с тремя крупными американскими радиотелескопами, предложили первое объяснение этой аномалии. Наблюдая за GW170817, они обнаружили намеки на то, что этот пучок материи, так называемый джет, не смог пробиться через газопылевой "кокон", окружающий останки нейтронных звезд. Его столкновение "взболтало" газ, разогнало его до примерно 30-50% скорости света и заставило его светиться.

Гирланда и его коллеги выяснили, что эта теория не соответствует действительности, наблюдая за GW170817 при помощи более мощного и точного инструмента – интерферометрической сети, объединявшей три десятка мощнейших наземных радио-обсерваторий США, Европы и Китая.

Это позволило ученым создать виртуальный телескоп, сопоставимый по размерам с Землей, и получить детальные снимки окрестностей GW170817 с рекордно высоким разрешением, достаточным для того, чтобы отличить излучение джета от свечения "кокона".

Первые снимки выбросов GW170817, как отмечает Гирланда, однозначно говорят в пользу того, что джету удалось пробиться через стену газа и пыли и выйти в открытый космос, двигаясь, как показывают расчеты астрофизиков, всего на 10-12% медленнее скорости света.

Странности в свечении килоновой, по его словам, были связаны с тем, что джет увлек с собой часть "кокона", прорываясь через него. Его газопылевая "свита" движется заметно медленнее, чем основная часть выброса, и постоянно сбрасывает скорость, что объясняет "неправильный" порядок появления разных компонентов вспышки.

Подобные события, по словам исследователей, происходят достаточно редко, лишь в одном из десяти слияний нейтронных звезд. Как надеются ученые, обновленная версия LIGO сможет поймать несколько других "килоновых", что поможет им проверить эту гипотезу.