Астрономы зафиксировали еще один источник гравитационных волн

16 октября 2017 года международная группа астрономов и физиков взволнованно сообщила о первом единовременном обнаружении световых и гравитационных волн при слиянии двух нейтронных звезд. В новом исследовании команда ученых, состоящая из нескольких астрономов Университета штата Мэриленд, определила еще один объект — причину этого исторического события.

Объект с кодовым названием GRB150101B был зарегистрирован как гамма-всплеск при поиощи NASA Neil Gehrels Swift Observatory в 2015 году. Последующие наблюдения с помощью рентгеновской обсерватории Chandra, космического телескопа «Хаббл» и телескопа Discovery Channel (DCT) свидетельствуют о том, что GRB150101B имеет большое сходство с слиянием нейтронной звезды известной как GW170817, которая и была обнаружена Обсерваторией гравитационно-волновой лазерной интерферометрии (LIGO) и наблюдалась сразу с помощью нескольких светособирающих телескопов в 2017 году.

Новое исследование предполагает, что эти два отдельно взятых объекта могут быть фактически связаны между собой. Результаты были опубликованы 16 октября 2018 года в журнале Nature Communications.

«Это большой шаг навстречу к тому, чтобы перейти от одного обнаруженного объекта к двум», — сказала ведущий автор исследования Элеонора Троя, научный сотрудник-ассистент отдела астрономии из Центра космических полетов имени Годдара в NASA. «Наше открытие говорит нам о том, что такие события, как GW170817 и GRB150101B, могут представлять собой целый новый класс извергающихся объектов, которые активируются и дезактивируются и имеют фактически относительную распространенность в пространстве».

Троя и ее коллеги подозревают, что как GRB150101B, так и GW170817 были сформированы в результате одних и тех же событий: слиянием двух нейтронных звезд. Эти катастрофические коалесценции генерировали узкую струю или пучок частиц высокой энергии. В струях каждый из этих объектах производил короткий, интенсивный гамма-всплеск (GRB) — мощную вспышку, которая длится всего несколько секунд. В итоге GW170817 также создавал рябь в пространстве-времени под названием гравитационные волны, что уже говорит о том, что это это может быть общей чертой слияний всех нейтронных звезд.

Это изображение показывает три различные перспективы объекта GRB150101B, первого известного космического аналога GW170817, события обнаружения гравитационной волны в 2017 году. В центре изображения фотография космического телескопа «Хаббл» показывает галактику, где был определен GRB150101B. В правом верхнем углу два снимка рентгеновской обсерватории Chandra NASA показывают само событие и как оно происходило 9 января 2015 года (слева), а также и месяц спустя, 10 февраля 2015 года (справа), когда события пропало исчез. Яркое рентгеновское пятно — это ядро галактики. ( NASA/CXC)

Очевидное совпадение между GRB150101B и GW170817 поразительно: оба произвели необычно слабый и короткоживущий гамма-всплеск, и оба они были источником яркого синего оптического света и долговременного рентгеновского излучения. Галактики-хозяева также очень похожи (основываясь на наблюдениях HST и DCT). Обе являются яркими эллиптическими галактиками с населением звезд в несколько миллиардов лет, что не свидетельствует об активных процессах звездообразования.

Однако, не смотря очевидное сходство между GRB150101B и GW170817, существуют два очень важных отличия. Одно из них — их местоположение: GW170817 относительно близко, примерно на 130 миллионов световых лет от Земли, тогда как GRB150101B находится на расстоянии около 1,7 миллиарда световых лет.

Второе важное отличие состоит в том, что, в отличие от GW170817, для GRB150101B данных гравитационной волны не существует. Без этой информации команда ученых не может вычислить массы двух объектов, которые слились. Возможно, что это событие произошло в результате слияния черной дыры и нейтронной звезды, а не в результате слияния двух нейтронных звезд.