लहरों को मिलाना। पहली बार दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता चला है। इतनी मात्रा में संलयन प्रक्रिया के दौरान पदार्थ को किस कारण से बाहर निकाला जाता है

आज, एक साथ कई प्रेस कॉन्फ्रेंस में, एलआईजीओ और कन्या गुरुत्वाकर्षण वेधशालाओं के साथ-साथ दुनिया भर के अन्य वैज्ञानिक संस्थानों के वैज्ञानिकों ने घोषणा की कि इस साल अगस्त में वे पहली बार विलय से उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने में सक्षम थे। दो न्यूट्रॉन सितारों की। पहले, भौतिकविदों द्वारा गुरुत्वाकर्षण तरंगों को चार बार नोट किया गया था, लेकिन सभी मामलों में वे दो ब्लैक होल के विलय से उत्पन्न हुए थे, न कि न्यूट्रॉन सितारों के।

© ईएसओ / एल। कालकाडा / एम। कोर्नमेसर

इसके अलावा, इतिहास में पहली बार, गुरुत्वाकर्षण तरंगों का कारण बनने वाली घटना को न केवल गुरुत्वाकर्षण इंटरफेरोमीटर डिटेक्टरों द्वारा नोट किया गया था, बल्कि विभिन्न श्रेणियों (एक्स-रे, पराबैंगनी, दृश्यमान, अवरक्त और रेडियो) में अंतरिक्ष और जमीन-आधारित दूरबीनों द्वारा भी देखा गया था। रेंज)। यह खोज न केवल गुरुत्वाकर्षण तरंगों और गुरुत्वाकर्षण के अध्ययन में अगले चरण को सक्षम करेगी, बल्कि न्यूट्रॉन सितारों के अध्ययन में महत्वपूर्ण प्रगति भी प्रदान करेगी। विशेष रूप से, यह न्यूट्रॉन सितारों के विलय की प्रक्रिया में भारी तत्वों के संश्लेषण और गामा-किरणों के फटने की प्रकृति की परिकल्पना की पुष्टि करता है। इस खोज का वर्णन नेचर, नेचर एस्ट्रोनॉमी, फिजिकल रिव्यू लेटर्स और एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित कई पेपर्स में किया गया है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगें किसी भी वस्तु से उत्पन्न होती हैं जिसमें द्रव्यमान होता है और असमान त्वरण के साथ चलता है, लेकिन मानव निर्मित उपकरणों का उपयोग करके पता लगाया जा सकता है कि बहुत बड़े द्रव्यमान की वस्तुओं की बातचीत के दौरान पैदा होती है: ब्लैक होल, बाइनरी सितारों के घटक, न्यूट्रॉन सितारे। वर्तमान लहर, जिसे GW170817 नामित किया गया है, का पता इस वर्ष 17 अगस्त को अमेरिका में LIGO गुरुत्वाकर्षण वेधशाला और इटली में कन्या डिटेक्टर दोनों डिटेक्टरों द्वारा लगाया गया था।

पृथ्वी पर विभिन्न बिंदुओं पर स्थित तीन डिटेक्टरों की उपस्थिति वैज्ञानिकों को तरंग स्रोत की स्थिति का लगभग निर्धारण करने की अनुमति देती है। गुरुत्वाकर्षण वेधशालाओं द्वारा GW170817 तरंग दर्ज करने के दो सेकंड बाद, उस क्षेत्र में एक गामा-रे फ्लैश का उल्लेख किया गया जहां इसका स्रोत स्थित होना चाहिए। यह स्पेस गामा-रे टेलीस्कोप फर्मी (फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप) और इंटीग्रल (इंटरनेशनल गामा रे एस्ट्रोफिजिक्स लेबोरेटरी) द्वारा किया गया था। उसके बाद, कई जमीन और अंतरिक्ष वेधशालाओं ने इन घटनाओं के संभावित स्रोत की तलाश शुरू कर दी। गुरुत्वाकर्षण वेधशालाओं और गामा-रे दूरबीनों के डेटा से निर्धारित खोज क्षेत्र का क्षेत्र काफी बड़ा था, जिसकी मात्रा लगभग 35 वर्ग डिग्री थी, कई सौ पूर्ण चंद्र डिस्क आकाश के ऐसे हिस्से में फिट होंगे, और इस पर स्थित तारों की संख्या कई मिलियन है। लेकिन वे अभी भी गुरुत्वाकर्षण तरंग के स्रोत और गामा-किरण के फटने के स्रोत को खोजने में कामयाब रहे।

गामा-किरणों के फटने के ग्यारह घंटे बाद, चिली में लास कैम्पानास वेधशाला में संचालित स्वॉप परावर्तक दूरबीन ने ऐसा करने वाले पहले व्यक्ति थे। उसके बाद, कई बड़ी दूरबीनों ने उनके अवलोकन के पहले से स्वीकृत कार्यक्रमों को तुरंत बाधित कर दिया और सौर मंडल (लगभग 130 मिलियन प्रकाश वर्ष) से ​​40 पारसेक की दूरी पर नक्षत्र हाइड्रा में छोटी आकाशगंगा NGC 4993 का अवलोकन करने के लिए स्विच किया। इस घटना ने खोज के बारे में पहली अफवाहें उड़ाईं, लेकिन वैज्ञानिकों ने आज की प्रेस कॉन्फ्रेंस तक आधिकारिक तौर पर कुछ भी पुष्टि नहीं की।

दरअसल, लहरों और गामा किरणों का स्रोत आकाशगंगा NGC 4993 के पास स्थित एक तारा था। इस तारे की निगरानी कई हफ्तों तक हवाई में पैन-स्टार्स और सुबारू दूरबीनों, यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला (वीएलटी ईएसओ) के बहुत बड़े टेलीस्कोप द्वारा की गई थी। ), न्यू टेक्नोलॉजी टेलीस्कोप (NTT), VLT सर्वे टेलीस्कोप (VST), 2.2-मीटर MPG ​​/ ESO टेलीस्कोप, एरे ऑफ़ टेलिस्कोप ALMA (अटाकामा लार्ज मिलिमीटर / सबमिलिमीटर एरे) - कुल मिलाकर, दुनिया भर से लगभग सत्तर वेधशालाओं ने भाग लिया। अवलोकन, साथ ही हबल स्पेस टेलीस्कोप। INAF इटली के एस्ट्रोफिजिकल इंस्टीट्यूट के खगोलशास्त्री एलेना पियान ने एक ईएसओ प्रेस विज्ञप्ति के हवाले से कहा, "एक वैज्ञानिक के लिए विज्ञान में एक नए युग की शुरुआत देखना दुर्लभ है।" "यह उन मामलों में से एक है!" खगोलविदों के पास बहुत कम समय था, क्योंकि आकाशगंगा NGC 4993 केवल अगस्त में शाम को ही अवलोकन के लिए उपलब्ध थी, सितंबर में यह आकाश में सूर्य के बहुत करीब हो गई और अगोचर हो गई।

मनाया गया तारा शुरू में बहुत चमकीला था, लेकिन पहले पांच दिनों के अवलोकन के दौरान, इसकी चमक बीस के कारक से कम हो गई। यह तारा हमसे उतनी ही दूरी पर स्थित है जितनी आकाशगंगा NGC 4993 - 130 मिलियन प्रकाश वर्ष। इसका मतलब है कि गुरुत्वाकर्षण तरंग GW170817 हमारे करीब रिकॉर्ड दूरी पर उत्पन्न हुई। गणना से पता चला कि गुरुत्वाकर्षण तरंग का स्रोत उन वस्तुओं का विलय था जिनका द्रव्यमान 1.1 से 1.6 सौर द्रव्यमान है, जिसका अर्थ है कि वे ब्लैक होल नहीं हो सकते। इसलिए न्यूट्रॉन तारे ही एकमात्र संभावित स्पष्टीकरण बन गए।

एनजीसी की समग्र छवि 4993
और कई ईएसओ उपकरणों के अनुसार किलोनोवा
© ईएसओ

न्यूट्रॉन सितारों द्वारा गुरुत्वाकर्षण तरंगों की उत्पत्ति उसी परिदृश्य के अनुसार होती है जैसे ब्लैक होल के विलय के दौरान, केवल न्यूट्रॉन सितारों द्वारा उत्पन्न तरंगें कमजोर होती हैं। एक बाइनरी सिस्टम में गुरुत्वाकर्षण के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमते हुए, दो न्यूट्रॉन तारे गुरुत्वाकर्षण तरंगों का उत्सर्जन करके ऊर्जा खो देते हैं। इसलिए, वे धीरे-धीरे एक दूसरे के पास तब तक पहुंचते हैं जब तक कि वे एक न्यूट्रॉन स्टार में विलीन नहीं हो जाते (इस बात की संभावना है कि विलय के दौरान एक ब्लैक होल भी दिखाई दे)। दो न्यूट्रॉन सितारों का विलय एक सामान्य नए तारे की तुलना में अधिक चमकीला फ्लैश के साथ होता है। खगोलविदों ने इसके लिए "किलोन" नाम प्रस्तावित किया है। विलय के दौरान, दो सितारों के द्रव्यमान का हिस्सा गुरुत्वाकर्षण तरंगों की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है, जिसे इस बार पृथ्वी के वैज्ञानिकों ने देखा था।

हालांकि किलो सितारों की भविष्यवाणी 30 साल पहले की गई थी, लेकिन ऐसा पहली बार हुआ है जब इस तरह के तारे की खोज की गई है। टिप्पणियों के परिणामस्वरूप निर्धारित इसकी विशेषताएं, पिछली भविष्यवाणियों के साथ अच्छे समझौते में हैं। दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय और एक किलोनोवा के विस्फोट के परिणामस्वरूप, रेडियोधर्मी भारी रासायनिक तत्व निकलते हैं, जो प्रकाश की गति के पांचवें हिस्से की गति से अलग हो जाते हैं। कुछ ही दिनों में - किसी भी अन्य तारकीय विस्फोट की तुलना में तेज़ - किलोनोवा का रंग चमकीले नीले से लाल रंग में बदल जाता है। ईएसओ एनटीटी टेलीस्कोप के साथ अवलोकन करने वाले स्टीफन स्मार्ट कहते हैं, "जब हमारे मॉनीटर पर ऑब्जेक्ट का स्पेक्ट्रम दिखाई दिया, तो मुझे एहसास हुआ कि यह सबसे असामान्य क्षणिक घटना है जिसे मैंने कभी देखा है।" "मैने ऐसा पहले कुछ भी नहीं देखा है। हमारा डेटा, साथ ही अन्य शोध समूहों के डेटा, स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि यह सुपरनोवा या पृष्ठभूमि परिवर्तनशील तारा नहीं था, बल्कि पूरी तरह से असामान्य था। ”

तारे का उत्सर्जन स्पेक्ट्रा न्यूट्रॉन सितारों के विलय के दौरान अंतरिक्ष में उत्सर्जित सीज़ियम और टेल्यूरियम की उपस्थिति को दर्शाता है। इस अवलोकन ने सुपरडेंस तारकीय वस्तुओं के अंदरूनी हिस्सों में खगोल भौतिकीविदों द्वारा पहले तैयार किए गए आर-न्यूक्लियोसिंथेसिस (आर-प्रोसेस, फास्ट न्यूट्रॉन कैप्चर प्रोसेस) के सिद्धांत की पुष्टि की। न्यूट्रॉन सितारों के विलय के दौरान बनने वाले रासायनिक तत्व किलोनोवा के विस्फोट के बाद अंतरिक्ष में फैल गए।

खगोलविदों के एक अन्य सिद्धांत की भी पुष्टि की गई है, जिसके अनुसार न्यूट्रॉन सितारों के विलय के दौरान लघु गामा-किरणों का फटना होता है। यह विचार लंबे समय से व्यक्त किया गया है, लेकिन केवल गुरुत्वाकर्षण वेधशालाओं LIGO और कन्या के डेटा के संयोजन ने खगोलविदों की टिप्पणियों के साथ अंततः इसकी शुद्धता को सत्यापित करना संभव बना दिया।

"अब तक, हमें जो डेटा प्राप्त हुआ है, वह सिद्धांत के साथ उत्कृष्ट समझौते में है। यह सिद्धांतकारों के लिए एक जीत है, LIGO-VIRGO सुविधाओं द्वारा दर्ज की गई घटनाओं की पूर्ण वास्तविकता की पुष्टि, और ESO द्वारा एक उल्लेखनीय उपलब्धि है, जो किलोनोवा की ऐसी टिप्पणियों को प्राप्त करने में कामयाब रही। खगोलशास्त्री स्टेफानो कोविनो कहते हैं।

एलआईजीओ-कन्या सहयोग, 70 वेधशालाओं के खगोलविदों के साथ, आज गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय श्रेणियों में दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय के अवलोकन की घोषणा की: उन्होंने एक गामा-किरण विस्फोट देखा, साथ ही एक्स-रे, पराबैंगनी, दृश्यमान, अवरक्त और रेडियो विकिरण।

एक न्यूट्रॉन स्टार टक्कर का एक चित्रण। एक संकीर्ण विकर्ण इजेक्शन गामा किरणों की एक धारा है। तारों के चारों ओर चमकता हुआ बादल विलय के बाद दूरबीनों द्वारा देखे जाने वाले दृश्य प्रकाश का स्रोत है। श्रेय: NSF/LIGO/सोनोमा स्टेट यूनिवर्सिटी/औरोर साइमननेट

गामा-रे फटने, गुरुत्वाकर्षण तरंगों और दृश्य प्रकाश के संयुक्त अवलोकन ने न केवल आकाश में उस क्षेत्र को निर्धारित करना संभव बना दिया जहां घटना हुई थी, बल्कि आकाशगंगा NGC 4993 भी थी, जिससे तारे संबंधित थे।

विभिन्न डिटेक्टरों के साथ आकाश में स्थान का निर्धारण

न्यूट्रॉन सितारों के बारे में हम क्या कह सकते हैं?

खगोलविदों ने कई दशकों से गामा किरणों के छोटे फटने को देखा है, लेकिन यह नहीं पता था कि वे कैसे घटित होती हैं। मुख्य धारणा यह थी कि यह विस्फोट न्यूट्रॉन स्टार विलय का परिणाम है, और अब इस घटना से गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अवलोकन ने सिद्धांत की पुष्टि की है।

जब न्यूट्रॉन तारे टकराते हैं, तो उनका अधिकांश पदार्थ एक सुपरमैसिव ऑब्जेक्ट में विलीन हो जाता है, जिससे गामा किरणों का "आग का गोला" निकलता है (गुरुत्वाकर्षण तरंगों के दो सेकंड बाद दर्ज की गई सबसे छोटी गामा-किरणें फट जाती हैं)। उसके बाद, तथाकथित किलोनोवा तब होता है, जब न्यूट्रॉन सितारों के टकराने के बाद बचा हुआ पदार्थ प्रकाश उत्सर्जित करते हुए टकराव स्थल से दूर ले जाया जाता है। इस विकिरण के स्पेक्ट्रम के अवलोकन से यह निर्धारित करना संभव हो गया कि सोने जैसे भारी तत्व, किलो के परिणामस्वरूप पैदा होते हैं। वैज्ञानिकों ने घटना के बाद हफ्तों तक तारों में होने वाली प्रक्रियाओं पर डेटा एकत्र करते हुए देखा, और यह किलोनोवा का पहला विश्वसनीय अवलोकन था।

न्यूट्रॉन तारे अति सघन पिंड हैं जो सुपरनोवा विस्फोट के बाद बनते हैं। तारे में दबाव इतना अधिक है कि व्यक्तिगत परमाणु मौजूद नहीं हो सकते हैं, और तारे के अंदर न्यूट्रॉन, प्रोटॉन और अन्य कणों का एक तरल "सूप" होता है। न्यूट्रॉन स्टार का वर्णन करने के लिए, वैज्ञानिक राज्य के समीकरण का उपयोग करते हैं जो दबाव और पदार्थ घनत्व से संबंधित होता है। राज्य के कई संभावित समीकरण हैं, लेकिन वैज्ञानिक नहीं जानते कि कौन से सही हैं, इसलिए गुरुत्वाकर्षण अवलोकन इस मुद्दे को हल करने में मदद कर सकते हैं। फिलहाल, प्रेक्षित संकेत स्पष्ट उत्तर नहीं देता है, लेकिन यह तारे के आकार पर दिलचस्प अनुमान देने में मदद करता है (जो दूसरे तारे के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण पर निर्भर करता है)।

एक दिलचस्प खोज यह थी कि देखी गई छोटी गामा-किरणें पृथ्वी के सबसे करीब हैं, लेकिन साथ ही इतनी दूरी के लिए बहुत मंद हैं। वैज्ञानिकों ने कई संभावित स्पष्टीकरणों का सुझाव दिया है: शायद गामा किरणों की किरण असमान रूप से उज्ज्वल थी, या हमने केवल इसके किनारे को देखा। किसी भी मामले में, यह सवाल उठता है: पहले, खगोलविदों ने यह नहीं माना था कि इस तरह के बेहोश विस्फोट इतने करीब स्थित हो सकते हैं, और क्या वे फिर वही बेहोश फटने को याद कर सकते हैं, या उन्हें और अधिक दूर के रूप में गलत व्याख्या कर सकते हैं? गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय श्रेणियों में संयुक्त अवलोकन एक उत्तर प्रदान करने में मदद कर सकते हैं, लेकिन डिटेक्टर संवेदनशीलता के दिए गए स्तर पर, ऐसे अवलोकन काफी दुर्लभ होंगे - औसतन 0.1-1.4 प्रति वर्ष।

गुरुत्वाकर्षण और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अलावा, न्यूट्रॉन तारे विलय की प्रक्रिया में न्यूट्रिनो की धाराओं का उत्सर्जन करते हैं। न्यूट्रिनो डिटेक्टरों ने भी घटना से इन धाराओं को खोजने का काम किया, लेकिन कुछ भी रिकॉर्ड नहीं किया। सामान्य तौर पर, यह परिणाम अपेक्षित था - जैसा कि गामा-रे फटने के मामले में, घटना बहुत मंद है (या हम इसे उच्च कोण पर देखते हैं) डिटेक्टरों को इसे देखने के लिए।

गुरुत्वाकर्षण तरंग गति

चूंकि गुरुत्वाकर्षण तरंगें और प्रकाश संकेत एक ही स्रोत से बहुत अधिक संभावना (5.3 सिग्मा) के साथ आए थे, और पहला प्रकाश संकेत गुरुत्वाकर्षण के 1.7 सेकंड बाद आया था, हम बहुत उच्च सटीकता के साथ गुरुत्वाकर्षण तरंगों के प्रसार की गति को सीमित कर सकते हैं। यह मानते हुए कि प्रकाश और गुरुत्वाकर्षण तरंगें एक ही समय में उत्सर्जित हुई थीं, और संकेतों के बीच की देरी गुरुत्वाकर्षण के तेज होने के कारण थी, एक ऊपरी अनुमान प्राप्त किया जा सकता है। न्यूट्रॉन स्टार विलय के मॉडल से एक कम अनुमान प्राप्त किया जा सकता है: मान लें कि गुरुत्वाकर्षण तरंगों के 10 सेकंड बाद प्रकाश उत्सर्जित हुआ था (जिस बिंदु पर सभी प्रक्रियाओं को निश्चित रूप से पूरा किया जाना चाहिए था) और जब तक यह पहुंच गया तब तक गुरुत्वाकर्षण तरंगों के साथ पकड़ा गया। पृथ्वी। नतीजतन, गुरुत्वाकर्षण की गति बड़ी सटीकता के साथ प्रकाश की गति के बराबर होती है।

कम अनुमान के लिए, आप उत्सर्जन के बीच एक बड़ी देरी का उपयोग कर सकते हैं, और यह भी मान सकते हैं कि प्रकाश संकेत पहले उत्सर्जित किया गया था, जो सटीकता को आनुपातिक रूप से कम कर देगा। लेकिन इस मामले में भी अनुमान बेहद सटीक है।

संकेतों के बीच देरी के समान ज्ञान का उपयोग करके, लोरेंत्ज़ इनवेरिएंस (लोरेंत्ज़ परिवर्तन के तहत गुरुत्वाकर्षण और प्रकाश के व्यवहार के बीच का अंतर) और समकक्ष सिद्धांत के अनुमानों की सटीकता में काफी सुधार किया जा सकता है।

वैज्ञानिकों ने हबल स्थिरांक को दूसरे तरीके से मापा - प्लैंक टेलीस्कोप पर ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के मापदंडों को देखकर, और हबल स्थिरांक के लिए एक अलग मूल्य प्राप्त किया, जो SHOES माप के अनुरूप नहीं है। यह अंतर सांख्यिकीय होने के लिए बहुत बड़ा है, लेकिन अनुमानों में विसंगतियों के कारणों का अभी तक पता नहीं चल पाया है। इसलिए, एक स्वतंत्र माप की आवश्यकता है।

गुरुत्वाकर्षण तरंगों (नीला) का उपयोग करके हबल स्थिरांक के लिए प्रायिकता वितरण। बिंदीदार रेखा अंतराल 1σ और 2σ (68.3% और 95.4%) को इंगित करती है। तुलना के लिए, पिछले अनुमानों के लिए 1σ और 2σ अंतराल दिखाए गए हैं: प्लैंक (हरा) और SHOES (नारंगी), जो एक दूसरे से सहमत नहीं हैं।

इस मामले में गुरुत्वाकर्षण तरंगें मानक मोमबत्तियों की भूमिका निभाती हैं (और उन्हें मानक सायरन कहा जाता है)। पृथ्वी पर सिग्नल के आयाम को देखकर और स्रोत पर इसके आयाम का अनुकरण करके, कोई अनुमान लगा सकता है कि यह कितना कम हो गया है, और इस तरह स्रोत की दूरी को जान सकता है - हबल स्थिरांक या पिछले मापों पर किसी भी धारणा की परवाह किए बिना। प्रकाश संकेत के अवलोकन ने उस आकाशगंगा को निर्धारित करना संभव बना दिया जहां न्यूट्रॉन स्टार जोड़ी स्थित थी, और इस आकाशगंगा के घटते वेग को पिछले मापों से अच्छी तरह से जाना जाता था। गति और दूरी के बीच का अनुपात हबल स्थिरांक है। यह महत्वपूर्ण है कि ऐसा अनुमान पिछले अनुमानों या ब्रह्मांडीय दूरी के पैमाने से पूरी तरह से स्वतंत्र हो।

प्लैंक और एसएचओईएस अनुमानों के बीच अंतर की पहेली को हल करने के लिए एक माप पर्याप्त नहीं था, लेकिन सामान्य तौर पर अनुमान पहले से ही ज्ञात मूल्यों के साथ अच्छे समझौते में है। यह देखते हुए कि पिछले अनुमान कई वर्षों में एकत्र किए गए आंकड़ों पर आधारित हैं, यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण परिणाम है।

LIGO और ग्लिट्स के बारे में थोड़ा सा

शीर्ष पैनल LIGO-Livingston डेटा में एक गड़बड़ दिखाता है, और यह भी स्पष्ट रूप से एक चहक की उपस्थिति को दर्शाता है। निचला पैनल दोलन के आयामहीन आयाम को दिखाता है, "स्ट्रेन" (वह राशि जिसका उपयोग हम LIGO और कन्या में सिग्नल परिमाण का वर्णन करने के लिए करते हैं) गड़बड़ के समय। यह एक छोटा है
(केवल लगभग 1/4 सेकंड तक रहता है), लेकिन एक बहुत मजबूत संकेत। दमन गड़बड़ी को नारंगी वक्र के स्तर तक कम कर देता है, जो एलआईजीओ डिटेक्टरों में हमेशा मौजूद पृष्ठभूमि शोर की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है।

एलआईजीओ डिटेक्टरों में से केवल एक ने स्वचालित मोड में सिग्नल देखा, क्योंकि घटना के समय लिविंगस्टन डिटेक्टर में "गड़बड़" थी। यह शब्द रेडियो में स्टैटिक के पॉप के समान शोर के फटने को संदर्भित करता है। हालांकि गुरुत्वाकर्षण तरंग संकेत मानव आंखों को स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा था, लेकिन स्वचालन ऐसे डेटा को काट देता है। इसलिए, डिटेक्टर द्वारा डेटा का उपयोग करने से पहले गड़बड़ी से सिग्नल को साफ़ करना आवश्यक था। डिटेक्टरों में ग्लिच हर समय दिखाई देते हैं - लगभग हर कुछ घंटों में एक बार। वैज्ञानिक उन्हें आकार और अवधि के आधार पर वर्गीकृत करते हैं और इस ज्ञान का उपयोग डिटेक्टरों को बेहतर बनाने के लिए करते हैं। आप ग्रेविटीस्पाई प्रोजेक्ट में उनकी मदद कर सकते हैं, जहां उपयोगकर्ता वैज्ञानिकों की मदद के लिए एलआईजीओ डेटा में गड़बड़ियों को खोजते और वर्गीकृत करते हैं।

बिना जवाब के सवाल

हमें ब्लैक होल, न्यूट्रॉन तारे और उनके विलय के बारे में जाना जाता है। कॉम्पैक्ट वस्तुओं के अस्तित्व के बारे में औसत द्रव्यमान का एक क्षेत्र है जिसके साथ हम कुछ भी नहीं जानते हैं। श्रेय: एलआईजीओ-कन्या/उत्तर-पश्चिमी/फ्रैंक एलावस्की

हमने दो सघन वस्तुओं से गुरुत्वाकर्षण तरंगें दर्ज कीं, और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अवलोकन से पता चलता है कि उनमें से एक न्यूट्रॉन तारा था। लेकिन दूसरा कम द्रव्यमान वाला ब्लैक होल भी हो सकता है, और हालांकि पहले किसी ने भी ऐसे ब्लैक होल नहीं देखे हैं, सैद्धांतिक रूप से वे मौजूद हो सकते हैं। GW170817 के अवलोकन से, यह निश्चित रूप से निर्धारित करना असंभव है कि क्या यह दो न्यूट्रॉन सितारों की टक्कर थी, हालांकि यह अधिक संभावना है।

दूसरा जिज्ञासु क्षण: विलय के बाद यह वस्तु क्या बन गई? यह या तो एक सुपरमैसिव न्यूट्रॉन स्टार (सबसे विशाल ज्ञात) या सबसे हल्का ज्ञात ब्लैक होल बन सकता है। दुर्भाग्य से, इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए पर्याप्त अवलोकन संबंधी डेटा नहीं है।

निष्कर्ष

सभी श्रेणियों में न्यूट्रॉन स्टार विलय का अवलोकन एक आश्चर्यजनक भौतिकी-समृद्ध घटना है। इन दो महीनों में वैज्ञानिकों द्वारा प्राप्त आंकड़ों की मात्रा ने कई दर्जन प्रकाशनों को तैयार करने की अनुमति दी है, और जब डेटा सार्वजनिक रूप से उपलब्ध हो जाएगा तो और भी बहुत कुछ होगा। न्यूट्रॉन सितारों की भौतिकी ब्लैक होल की भौतिकी की तुलना में अधिक समृद्ध और अधिक दिलचस्प है - हम सीधे पदार्थ की सुपरडेंस अवस्था के भौतिकी के साथ-साथ मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रों की स्थितियों में क्वांटम यांत्रिकी की जांच कर सकते हैं। यह अनूठा अवसर हमें सामान्य सापेक्षता और क्वांटम भौतिकी के बीच की कड़ी को खोजने में मदद कर सकता है जो अब तक हमें नहीं मिला है।

यह खोज एक बार फिर दिखाती है कि आधुनिक भौतिकी में हजारों लोगों के कई सहयोगों का संयुक्त कार्य कितना महत्वपूर्ण है।

रेडिट एएमए

परंपरागत रूप से, LIGO के वैज्ञानिक Reddit पर उपयोगकर्ताओं के सवालों का जवाब देते हैं, मैं इसकी अत्यधिक अनुशंसा करता हूं!
यह 17 और 18 अक्टूबर को मास्को समयानुसार 18:00 बजे से होगा। घटना का लिंक प्रारंभ समय पर होगा।

सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत

हबल सूक्ष्मदर्शी

प्लैंक टेलिस्कोप

टैग लगा दो

आज, वाशिंगटन में एक प्रेस कॉन्फ्रेंस में, वैज्ञानिकों ने आधिकारिक तौर पर एक खगोलीय घटना के पंजीकरण की घोषणा की जिसे पहले किसी ने रिकॉर्ड नहीं किया था - दो न्यूट्रॉन सितारों का विलय। अवलोकन के परिणामों के आधार पर, पांच पत्रिकाओं में 30 से अधिक वैज्ञानिक लेख प्रकाशित हुए, इसलिए हम आपको एक बार में सब कुछ नहीं बता सकते। यहाँ एक सारांश और सबसे महत्वपूर्ण खोजें है।

खगोलविदों ने दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय और एक नए ब्लैक होल के जन्म को देखा है।

न्यूट्रॉन तारे वे पिंड हैं जो बड़े और बड़े (सूर्य से कई गुना भारी) तारों के विस्फोट के परिणामस्वरूप दिखाई देते हैं। उनके आयाम छोटे हैं (वे आमतौर पर व्यास में 20 किलोमीटर से अधिक नहीं होते हैं), लेकिन उनका घनत्व और द्रव्यमान बहुत बड़ा होता है।

पृथ्वी से 130 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय के परिणामस्वरूप, एक ब्लैक होल का निर्माण हुआ - एक न्यूट्रॉन तारे से भी अधिक विशाल और घनी वस्तु। तारों का विलय और ब्लैक होल का निर्माण गुरुत्वाकर्षण, गामा और ऑप्टिकल विकिरण के रूप में भारी ऊर्जा की रिहाई के साथ था। तीनों प्रकार के विकिरण स्थलीय और कक्षीय दूरबीनों द्वारा दर्ज किए गए थे। गुरुत्वाकर्षण तरंग को LIGO और VIRGO वेधशालाओं द्वारा पंजीकृत किया गया था।

यह गुरुत्वाकर्षण तरंग अब तक देखी गई सबसे अधिक ऊर्जा तरंग थी।

सभी प्रकार के विकिरण 17 अगस्त को पृथ्वी पर पहुंचे। सबसे पहले, जमीन पर आधारित लेजर इंटरफेरोमीटर एलआईजीओ और कन्या ने समय-समय पर संपीड़न और अंतरिक्ष-समय का विस्तार दर्ज किया - एक गुरुत्वाकर्षण लहर जिसने कई बार दुनिया की परिक्रमा की। गुरुत्वाकर्षण तरंग को जन्म देने वाली घटना को GRB170817A नाम दिया गया था। कुछ सेकंड बाद, नासा के फर्मी गामा-रे टेलीस्कोप ने उच्च-ऊर्जा गामा-रे फोटॉन का पता लगाया।

इस दिन सभी रेंज में काम कर रहे बड़े और छोटे, जमीन पर आधारित और कक्षीय दूरबीनों ने अंतरिक्ष में एक बिंदु को देखा।

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय (बर्कले) में टिप्पणियों के परिणामों के आधार पर, उन्होंने न्यूट्रॉन सितारों के विलय का एक कंप्यूटर सिमुलेशन बनाया। दोनों तारे, जाहिरा तौर पर, सूर्य से थोड़े बड़े द्रव्यमान (लेकिन बहुत छोटे त्रिज्या के साथ) थे। अविश्वसनीय घनत्व की ये दो गेंदें एक-दूसरे के चारों ओर घूमती रहीं, लगातार तेज होती गईं। यहां बताया गया है कि यह कैसा था:

न्यूट्रॉन सितारों के विलय के परिणामस्वरूप, भारी तत्वों के परमाणु - सोना, यूरेनियम, प्लैटिनम - बाहरी अंतरिक्ष में गिर गए; खगोलविदों का मानना ​​है कि ऐसी घटनाएं ब्रह्मांड में इन तत्वों का मुख्य स्रोत हैं। ऑप्टिकल दूरबीनों ने पहले नीले दृश्य प्रकाश को "देखा", और फिर पराबैंगनी विकिरण, जिसे लाल प्रकाश और अवरक्त विकिरण द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

यह क्रम सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के साथ मेल खाता है। सिद्धांत के अनुसार, टकराने से, न्यूट्रॉन तारे कुछ पदार्थ खो देते हैं - यह टकराव स्थल के चारों ओर न्यूट्रॉन और प्रोटॉन के विशाल बादल के साथ छिड़का जाता है। जब एक ब्लैक होल बनना शुरू होता है, तो उसके चारों ओर एक अभिवृद्धि डिस्क बन जाती है, जिसमें कण जबरदस्त गति से घूमते हैं - इतने महान कि कुछ ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण पर काबू पा लेते हैं और उड़ जाते हैं।

ऐसा भाग्य टकराने वाले तारों के मामले का लगभग 2% इंतजार करता है। यह पदार्थ ब्लैक होल के चारों ओर एक बादल बनाता है जिसका व्यास दसियों हज़ार किलोमीटर और घनत्व लगभग सूर्य के बराबर होता है। इस बादल को बनाने वाले प्रोटॉन और न्यूट्रॉन परमाणु नाभिक बनाने के लिए आपस में चिपक जाते हैं। फिर इन नाभिकों का विघटन शुरू होता है। स्थलीय खगोलविदों द्वारा कई दिनों तक क्षयकारी नाभिक का विकिरण देखा गया। GRB170817A घटना के बाद से लाखों वर्षों में, इस विकिरण ने पूरी आकाशगंगा को भर दिया है।

मानव इतिहास में पहली बार खगोलविदों ने दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाया है। आकाशगंगा एनजीसी 4993 में घटना 17 अगस्त को गुरुत्वाकर्षण वेधशालाओं एलआईजीओ/कन्या द्वारा "गंध" की गई थी। उनके बाद, अन्य खगोलीय यंत्र भी अवलोकन में शामिल हो गए। नतीजतन, 70 वेधशालाओं ने घटना का अवलोकन किया, और अवलोकन संबंधी आंकड़ों के अनुसार, आज कम से कम 20 (!) वैज्ञानिक लेख प्रकाशित किए गए।

अफवाहें हैं कि LIGO / कन्या डिटेक्टरों ने आखिरकार एक नया कार्यक्रम दर्ज किया है और यह एक और ब्लैक होल विलय नहीं है, 18 अगस्त से सोशल नेटवर्क पर रेंग रहे हैं। सितंबर के अंत में इसके बारे में बयानों की उम्मीद थी, लेकिन तब वैज्ञानिकों ने खुद को केवल अगले गुरुत्वाकर्षण-लहर घटना तक सीमित कर दिया जिसमें दो ब्लैक होल शामिल थे - यह पृथ्वी से 1.8 अरब प्रकाश-वर्ष हुआ, न केवल अमेरिकी डिटेक्टरों ने 14 अगस्त को इसके अवलोकन में भाग लिया , लेकिन यूरोपीय कन्या भी, जो दो सप्ताह पहले अंतरिक्ष-समय के उतार-चढ़ाव के शिकार में "शामिल" हुई थी।

नया एलआईजीओ। ऑप्टिकल समकक्ष के साथ स्रोत। अपने सॉक्स को उड़ा दो!

जे क्रेग व्हीलर (@ ast309) अगस्त 18, 2017

उसके बाद, सहयोग ने भौतिकी में अपना योग्य नोबेल पुरस्कार अर्जित किया - गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने और आइंस्टीन की शुद्धता की पुष्टि करने के लिए, जिन्होंने उनके अस्तित्व की भविष्यवाणी की थी - और अब उसने दुनिया को उस खोज के बारे में बताया, जिसे उसने "मिठाई के लिए" सहेजा था।

वास्तव में क्या हुआ?

न्यूट्रॉन तारे बहुत, बहुत छोटे और बहुत घने पिंड होते हैं जो आमतौर पर सुपरनोवा विस्फोटों के परिणामस्वरूप होते हैं। ऐसे तारे का विशिष्ट व्यास 10-20 किमी है, और द्रव्यमान सूर्य के द्रव्यमान (जिसका व्यास 100,000,000 गुना अधिक है) के बराबर है, ताकि न्यूट्रॉन तारे में पदार्थ का घनत्व घनत्व से कई गुना अधिक हो। एक परमाणु नाभिक का। फिलहाल, हम ऐसी कई हजार वस्तुओं को जानते हैं, लेकिन केवल डेढ़ से दो दर्जन बाइनरी सिस्टम हैं।

किलोनोवा ("सुपरनोवा" के अनुरूप), जिसका गुरुत्वाकर्षण प्रभाव LIGO / कन्या द्वारा 17 अगस्त को दर्ज किया गया था, पृथ्वी से 130 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर नक्षत्र हाइड्रा में स्थित है। यह 1.1 से 1.6 सौर द्रव्यमान की सीमा में द्रव्यमान वाले दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय के परिणामस्वरूप उत्पन्न हुआ। यह घटना हमारे पास कितनी करीब आई, यह है कि ब्लैक होल बायनेरिज़ के विलय से संकेत आमतौर पर एक सेकंड के एक अंश के लिए एलआईजीओ डिटेक्टरों की संवेदनशीलता सीमा के भीतर था, 17 अगस्त को दर्ज किया गया संकेत लगभग 100 सेकंड तक चला।

"यह पहला पंजीकृत किलोनोवा नहीं है," एस्ट्रोफिजिसिस्ट सर्गेई पोपोव, स्टेट एस्ट्रोनॉमिकल इंस्टीट्यूट के एक प्रमुख शोधकर्ता ए.आई. पीसी. स्टर्नबर्ग, - लेकिन उन्हें एक हाथ की उंगलियों पर भी सूचीबद्ध नहीं किया जा सकता था, लेकिन लगभग कानों पर। सचमुच एक या दो थे।"

लगभग उसी समय, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के लगभग दो सेकंड बाद, नासा के फर्मी गामा-रे स्पेस टेलीस्कोप और इंटरनेशनल गामा-रे एस्ट्रोफिजिक्स लेबोरेटरी / इंटीग्रल ऑर्बिटल ऑब्जर्वेटरी ने गामा किरणों के फटने का पता लगाया। बाद के दिनों में, वैज्ञानिकों ने एक्स-रे, पराबैंगनी, ऑप्टिकल, अवरक्त और रेडियो तरंगों सहित अन्य श्रेणियों में विद्युत चुम्बकीय विकिरण दर्ज किया।

निर्देशांक प्राप्त करने के बाद, कई वेधशालाएं आकाश के उस क्षेत्र में खोज शुरू करने में सक्षम थीं जहां घटना कुछ घंटों के भीतर हुई थी। ऑप्टिकल टेलीस्कोप द्वारा एक नए तारे के सदृश एक नए चमकीले बिंदु का पता लगाया गया था, और परिणामस्वरूप, लगभग 70 वेधशालाओं ने इस घटना को विभिन्न तरंग दैर्ध्य रेंज में देखा।

"पहली बार, "अकेला" ब्लैक होल विलय के विपरीत, एक "सामाजिक" घटना न केवल गुरुत्वाकर्षण डिटेक्टरों द्वारा दर्ज की गई थी, बल्कि ऑप्टिकल और न्यूट्रिनो दूरबीनों द्वारा भी दर्ज की गई थी। मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के भौतिकी संकाय के प्रोफेसर सर्गेई व्याचानिन ने कहा, "यह किसी एक घटना के आसपास टिप्पणियों का पहला ऐसा चक्र है, जो रूसी वैज्ञानिकों के एक समूह का हिस्सा है, जिन्होंने मार्गदर्शन के तहत घटना के अवलोकन में भाग लिया। मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी वालेरी मिट्रोफानोव के भौतिकी संकाय के प्रोफेसर।

टक्कर के समय, दो न्यूट्रॉन सितारों का मुख्य भाग गामा किरणों का उत्सर्जन करने वाली एक अति-घनी वस्तु में विलीन हो गया। गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के साथ संयुक्त गामा किरणों का पहला माप आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत की भविष्यवाणी की पुष्टि करता है, अर्थात् गुरुत्वाकर्षण तरंगें प्रकाश की गति से फैलती हैं।

"पिछले सभी मामलों में, ब्लैक होल का विलय गुरुत्वाकर्षण तरंगों का स्रोत रहा है। विरोधाभासी रूप से, ब्लैक होल बहुत ही सरल वस्तुएं हैं, जिनमें पूरी तरह से घुमावदार स्थान होता है और इसलिए सामान्य सापेक्षता के प्रसिद्ध कानूनों द्वारा पूरी तरह से वर्णित किया जाता है। इसी समय, न्यूट्रॉन सितारों की संरचना और, विशेष रूप से, न्यूट्रॉन पदार्थ की स्थिति का समीकरण अभी भी ठीक से ज्ञात नहीं है। इसलिए, न्यूट्रॉन सितारों के विलय से संकेतों का अध्ययन भी चरम स्थितियों में सुपरडेंस पदार्थ के गुणों के बारे में बड़ी मात्रा में नई जानकारी प्रदान करेगा, "मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में भौतिकी संकाय के प्रोफेसर फरीत खलीली ने कहा, जो एक सदस्य भी हैं। मित्रोफ़ानोव के समूह से।

इस खोज का क्या महत्व है?

सबसे पहले, न्यूट्रॉन स्टार विलय का अवलोकन एलआईजीओ और कन्या डिटेक्टरों द्वारा अग्रणी खगोलीय अवलोकनों की प्रभावशीलता का एक और स्पष्ट प्रदर्शन है।

"यह एक नए विज्ञान का जन्म है! आज ऐसा दिन है, - SAI MSU की अंतरिक्ष निगरानी प्रयोगशाला के प्रमुख और मास्टर प्रोजेक्ट के प्रमुख व्लादिमीर लिपुनोव ने अटारी को बताया। - इसे गुरुत्वाकर्षण खगोल विज्ञान कहा जाएगा। यह तब है जब खगोल विज्ञान के सभी हजार साल पुराने तरीके, जो हजारों खगोलविद हजारों सालों से उपयोग कर रहे हैं, काम कर रहे हैं, गुरुत्वाकर्षण-लहर विषयों के लिए उपयोगी हो जाएंगे। आज तक, यह सब शुद्ध भौतिकी था, यानी जनता के दृष्टिकोण से एक कल्पना भी, और अब यह पहले से ही एक वास्तविकता है। नई वास्तविकता"।

"डेढ़ साल पहले, जब गुरुत्वाकर्षण तरंगों की खोज की गई थी, ब्रह्मांड का अध्ययन करने, ब्रह्मांड की प्रकृति का अध्ययन करने का एक नया तरीका खोजा गया था। और इस नई पद्धति ने पहले ही डेढ़ साल में हमें ब्रह्मांड में विभिन्न घटनाओं के बारे में महत्वपूर्ण, गहरी जानकारी देने की क्षमता का प्रदर्शन किया है। उन्होंने केवल कई दशकों तक गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने की कोशिश की, और फिर एक बार - डेढ़ साल पहले उनका पता चला, उन्हें नोबेल पुरस्कार मिला, और अब डेढ़ साल बीत चुका है, और यह वास्तव में दिखाया गया है कि, इसके अलावा झंडा जो सभी ने उठाया - हाँ, आइंस्टीन सही थे! - यह वास्तव में अब काम कर रहा है, केवल गुरुत्वाकर्षण खगोल विज्ञान के विज्ञान की शुरुआत में, यह ब्रह्मांड में विभिन्न घटनाओं का अध्ययन करने के लिए इतना प्रभावी हो गया है, "खगोल वैज्ञानिक यूरी कोवालेव, मौलिक और व्यावहारिक अनुसंधान के सापेक्ष अनुसंधान के लिए प्रयोगशाला के प्रमुख मॉस्को इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स एंड टेक्नोलॉजी में ब्रह्मांड की वस्तुओं, प्रयोगशाला के प्रमुख ने रेडियोएस्ट्रोन परियोजना के वैज्ञानिक कार्यक्रम के प्रमुख अटारी संवाददाता FIAN को बताया।

इसके अलावा, टिप्पणियों के दौरान भारी मात्रा में नए डेटा एकत्र किए गए थे। विशेष रूप से, यह दर्ज किया गया था कि न्यूट्रॉन सितारों के विलय के दौरान सोना, प्लेटिनम और यूरेनियम जैसे भारी तत्व बनते हैं। यह ब्रह्मांड में भारी तत्वों की उत्पत्ति के मौजूदा सिद्धांतों में से एक की पुष्टि करता है। सिमुलेशन ने पहले दिखाया था कि ब्रह्मांड में भारी तत्वों को संश्लेषित करने के लिए अकेले सुपरनोवा विस्फोट पर्याप्त नहीं थे, और 1999 में स्विस वैज्ञानिकों के एक समूह ने सुझाव दिया कि न्यूट्रॉन स्टार विलय भारी तत्वों का एक और स्रोत हो सकता है। और यद्यपि किलोनोवा सुपरनोवा विस्फोटों की तुलना में बहुत दुर्लभ हैं, वे अधिकांश भारी तत्व उत्पन्न कर सकते हैं।

"कल्पना कीजिए, आपको सड़क पर कभी पैसा नहीं मिला है, और फिर आपको अंततः मिल गया है। और यह एक बार में एक हजार डॉलर है, - सर्गेई पोपोव कहते हैं। - सबसे पहले, यह पुष्टि है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें प्रकाश की गति से फैलती हैं, पुष्टि 10-15 की सटीकता के साथ होती है। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण बात है। दूसरे, यह सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के कई प्रावधानों की विशुद्ध रूप से तकनीकी पुष्टि की एक निश्चित संख्या है, जो सामान्य रूप से मौलिक भौतिकी के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। तीसरा - यदि हम खगोल भौतिकी पर लौटते हैं - यह पुष्टि है कि लघु गामा-किरणों का फटना न्यूट्रॉन सितारों का विलय है। और जहां तक ​​भारी तत्वों की बात है, तो, निश्चित रूप से, ऐसा नहीं है कि पहले किसी ने ऐसी बात पर विश्वास नहीं किया था। लेकिन ऐसा कोई ठाठ डेटा कॉम्प्लेक्स नहीं था। ”

और डेटा के इस सेट ने पहले ही दिन वैज्ञानिकों को अटारी के अनुमानों के अनुसार, कम से कम 20 लेख (आठ में) प्रकाशित करने की अनुमति दी विज्ञान, पांच इंच प्रकृति, दो इंच शारीरिक समीक्षा पत्रऔर पांच इंच एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स) पत्रकारों के अनुसार विज्ञान, घटना का वर्णन करने वाले लेख के लेखकों की संख्या, लगभग सभी सक्रिय खगोलविदों के एक तिहाई से मेल खाती है। क्या आप सीक्वल का इंतजार कर रहे हैं? हम हाँ हैं।

अवलोकनों के परिणाम भविष्य में न्यूट्रॉन सितारों की संरचना और ब्रह्मांड में भारी तत्वों के गठन के रहस्य पर प्रकाश डाल सकते हैं।

दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय से उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण तरंगों का कलात्मक चित्रण

चित्र: आर. हर्ट/कैल्टेक-जेपीएल

मास्को। 16 अक्टूबर। वेबसाइट - इतिहास में पहली बार, वैज्ञानिकों ने दो न्यूट्रॉन सितारों के विलय से गुरुत्वाकर्षण तरंगों को रिकॉर्ड किया है - हमारे सूर्य और मॉस्को के आकार के बड़े द्रव्यमान के साथ सुपरडेंस ऑब्जेक्ट, एन + 1 वेबसाइट की रिपोर्ट।

गामा-रे फटने और किलोनोवा फ्लैश के बाद लगभग 70 जमीन और अंतरिक्ष वेधशालाओं द्वारा देखा गया - वे सोने और प्लैटिनम सहित सिद्धांतकारों द्वारा भविष्यवाणी किए गए भारी तत्वों के संश्लेषण को देखने में सक्षम थे, और प्रकृति के बारे में परिकल्पना की शुद्धता की पुष्टि करते थे। रहस्यमय लघु गामा-किरणों के फटने की, सहयोग रिपोर्ट की प्रेस सेवा। LIGO/Virgo, यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला और लॉस कंब्रेस वेधशाला। अवलोकनों के परिणाम ब्रह्मांड में न्यूट्रॉन सितारों की संरचना और भारी तत्वों के गठन के रहस्य पर प्रकाश डाल सकते हैं।

गुरुत्वाकर्षण तरंगें अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति में उतार-चढ़ाव की तरंगें हैं, जिनके अस्तित्व की भविष्यवाणी सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत द्वारा की गई थी। पहली बार, एलआईजीओ सहयोग ने आइंस्टीन की भविष्यवाणियों के 100 साल बाद फरवरी 2016 में अपनी विश्वसनीय पहचान की सूचना दी।

कथित तौर पर, 17 अगस्त, 2017 की सुबह (पूर्वी तट के समय 8:41 बजे, जब मॉस्को में 3:41 बजे थे), एलआईजीओ गुरुत्वाकर्षण तरंग वेधशाला के दो डिटेक्टरों में से एक पर स्वचालित सिस्टम ने एक के आगमन को दर्ज किया। अंतरिक्ष से गुरुत्वाकर्षण तरंग। संकेत को पदनाम GW170817 प्राप्त हुआ, यह 2015 के बाद से गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने का पांचवां मामला था, जिस क्षण से वे पहली बार दर्ज किए गए थे। सिर्फ तीन दिन पहले, एलआईजीओ वेधशाला ने पहली बार यूरोपीय परियोजना कन्या के साथ गुरुत्वाकर्षण लहर को "सुना"।

हालांकि, इस बार, गुरुत्वाकर्षण घटना के दो सेकंड बाद, फर्मी अंतरिक्ष दूरबीन ने दक्षिणी आकाश में गामा विकिरण का एक फ्लैश रिकॉर्ड किया। लगभग उसी क्षण, यूरोपीय-रूसी अंतरिक्ष वेधशाला INTEGRAL द्वारा भड़कना देखा गया था।

LIGO वेधशाला की स्वचालित डेटा विश्लेषण प्रणाली इस निष्कर्ष पर पहुंची कि इन दोनों घटनाओं के संयोग की संभावना बहुत कम है। अतिरिक्त जानकारी की खोज के दौरान, यह पाया गया कि दूसरे एलआईजीओ डिटेक्टर, साथ ही यूरोपीय गुरुत्वाकर्षण वेधशाला कन्या ने गुरुत्वाकर्षण लहर देखी। दुनिया भर के खगोलविदों को "अलर्ट" पर रखा गया है, क्योंकि यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला और हबल स्पेस टेलीस्कोप सहित कई वेधशालाओं ने गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोत और गामा-रे फटने का शिकार करना शुरू कर दिया है।

कार्य आसान नहीं था - LIGO / कन्या, Fermi और INTEGRAL के संयुक्त डेटा ने 35 वर्ग डिग्री के क्षेत्र को चित्रित करना संभव बना दिया - यह कई सौ चंद्र डिस्क का अनुमानित क्षेत्र है। यह 11 घंटे बाद तक नहीं था कि चिली में मीटर दर्पण के साथ छोटे स्वोप टेलीस्कोप ने कथित स्रोत की पहली तस्वीर ली - यह नक्षत्र हाइड्रा में अंडाकार आकाशगंगा एनजीसी 4993 के बगल में एक बहुत ही चमकीले तारे की तरह लग रहा था। अगले पांच दिनों में, स्रोत की चमक 20 गुना कम हो गई, और रंग धीरे-धीरे नीले से लाल हो गया। इस समय, एक्स-रे से लेकर इन्फ्रारेड तक की कई दूरबीनों द्वारा वस्तु को देखा गया था, सितंबर तक आकाशगंगा सूर्य के बहुत करीब थी, और अप्राप्य हो गई थी।

वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे हैं कि प्रकोप का स्रोत पृथ्वी से लगभग 130 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर आकाशगंगा NGC 4993 में था। यह अविश्वसनीय रूप से करीब है, अब तक अरबों प्रकाश वर्ष की दूरी से गुरुत्वाकर्षण तरंगें हमारे पास आई हैं। इस निकटता के लिए धन्यवाद, हम उन्हें सुन पाए। तरंग का स्रोत 1.1 से 1.6 सौर द्रव्यमान वाले द्रव्यमान वाली दो वस्तुओं का विलय था - ये केवल न्यूट्रॉन तारे हो सकते हैं।

आकाशगंगा में गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोत का स्थानीयकरण NGC 4993

विस्फोट ने बहुत लंबे समय तक "ध्वनि" की - लगभग 100 सेकंड, एक सेकंड के एक अंश तक चलने वाले विस्फोट दिए। न्यूट्रॉन सितारों की एक जोड़ी द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमती है, धीरे-धीरे गुरुत्वाकर्षण तरंगों के रूप में ऊर्जा खो रही है और निकट आ रही है। जब उनके बीच की दूरी को घटाकर 300 किमी कर दिया गया, तो गुरुत्वाकर्षण तरंगें LIGO/कन्या गुरुत्वाकर्षण डिटेक्टरों की संवेदनशीलता के क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली हो गईं। न्यूट्रॉन तारे एक दूसरे के चारों ओर 1.5 हजार चक्कर लगाने में कामयाब रहे। दो न्यूट्रॉन सितारों के एक कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट (एक न्यूट्रॉन स्टार या ब्लैक होल) में विलय के समय, गामा विकिरण का एक शक्तिशाली विस्फोट होता है।

खगोलविद ऐसे गामा-किरणों के फटने को लघु गामा-किरण विस्फोट कहते हैं, गामा-किरण दूरबीनें उन्हें सप्ताह में लगभग एक बार रिकॉर्ड करती हैं। एक न्यूट्रॉन स्टार विलय से संक्षिप्त गामा-किरण फटना कथित तौर पर 1.7 सेकंड तक चला।

यदि लंबी गामा-किरणों के फटने की प्रकृति अधिक समझ में आती है (उनके स्रोत सुपरनोवा विस्फोट हैं), तो शॉर्ट बर्स्ट के स्रोतों पर कोई सहमति नहीं थी। एक परिकल्पना थी कि वे न्यूट्रॉन सितारों के विलय से उत्पन्न होते हैं।

अब वैज्ञानिक पहली बार इस परिकल्पना की पुष्टि करने में सक्षम हुए हैं, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण तरंगों के लिए धन्यवाद, हम विलय किए गए घटकों के द्रव्यमान को जानते हैं, जो साबित करता है कि ये न्यूट्रॉन तारे हैं।

"हमें दशकों से संदेह है कि शॉर्ट गामा-रे फटने से न्यूट्रॉन स्टार विलय हो रहा है। अब, इस घटना पर एलआईजीओ और कन्या डेटा के लिए धन्यवाद, हमारे पास एक जवाब है। गुरुत्वाकर्षण तरंगें हमें बताती हैं कि विलय की गई वस्तुओं में न्यूट्रॉन के अनुरूप द्रव्यमान था तारे, और गामा-रे फटने से हमें पता चलता है कि ये वस्तुएं शायद ही ब्लैक होल हो सकती हैं, क्योंकि ब्लैक होल की टक्कर से विकिरण उत्पन्न नहीं होना चाहिए, "नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में फर्मी प्रोजेक्ट ऑफिसर जूली मैकनेरी कहते हैं।

सोने और प्लेटिनम का स्रोत

इसके अलावा, पहली बार, खगोलविदों को किलो (या "मैक्रोन") फ्लेयर्स के अस्तित्व की स्पष्ट पुष्टि मिली है, जो सामान्य नोवा फ्लेयर्स की तुलना में लगभग 1 हजार गुना अधिक शक्तिशाली हैं। सिद्धांतकारों ने भविष्यवाणी की थी कि न्यूट्रॉन सितारों या न्यूट्रॉन स्टार और ब्लैक होल के विलय से किलोनोवा का उत्पादन किया जा सकता है।

यह नाभिक (आर-प्रक्रिया) द्वारा न्यूट्रॉन के कब्जे के आधार पर भारी तत्वों के संश्लेषण की प्रक्रिया शुरू करता है, जिसके परिणामस्वरूप कई भारी तत्व, जैसे सोना, प्लैटिनम या यूरेनियम, ब्रह्मांड में दिखाई दिए।

वैज्ञानिकों के अनुसार, एक किलोनोवा के एक विस्फोट के साथ, भारी मात्रा में सोना दिखाई दे सकता है - चंद्रमा के दस द्रव्यमान तक। अब तक, केवल एक बार एक घटना देखी गई है जो एक किलोनोवा विस्फोट हो सकती है।

अब, पहली बार, खगोलविद न केवल किलोनोवा के जन्म का निरीक्षण कर पाए हैं, बल्कि इसके "कार्य" के उत्पाद भी देख पाए हैं। हबल और वीएलटी (वेरी लार्ज टेलीस्कोप) टेलीस्कोप से प्राप्त स्पेक्ट्रा ने न्यूट्रॉन सितारों के विलय के दौरान बने सीज़ियम, टेल्यूरियम, सोना, प्लैटिनम और अन्य भारी तत्वों की उपस्थिति को दिखाया।

टक्कर के ग्यारह घंटे बाद, किलोनोवा का तापमान 8,000 डिग्री था, और स्टर्नबर्ग स्टेट एस्ट्रोनॉमिकल इंस्टीट्यूट (GAISh) के डेटा का हवाला देते हुए, इसकी विस्तार दर लगभग 100,000 किलोमीटर प्रति सेकंड, N + 1 नोट तक पहुंच गई।

ईएसओ ने बताया कि विलय के दौरान दो न्यूट्रॉन सितारों के व्यवहार की भविष्यवाणी के साथ अवलोकन लगभग पूरी तरह से मेल खाता था।

"अब तक, हमने जो डेटा प्राप्त किया है, वह सिद्धांत के साथ उत्कृष्ट समझौते में है। यह सिद्धांतकारों के लिए एक जीत है, LIGO और VIrgo वेधशालाओं द्वारा दर्ज की गई घटनाओं की पूर्ण वास्तविकता की पुष्टि, और ESO द्वारा एक उल्लेखनीय उपलब्धि, जो प्राप्त करने में कामयाब रही नेचर एस्ट्रोनॉमी के लेखों में से एक के पहले लेखक स्टेफानो कोविनो कहते हैं, "किलोनोवा के ऐसे अवलोकन।"

इस तरह खगोलविदों ने देखी न्यूट्रॉन सितारों की टक्कर

वैज्ञानिकों के पास अभी तक इस सवाल का जवाब नहीं है कि न्यूट्रॉन सितारों के विलय के बाद क्या बचा है - यह या तो एक ब्लैक होल या एक नया न्यूट्रॉन तारा हो सकता है, इसके अलावा, यह पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है कि गामा-किरण फट क्यों निकला अपेक्षाकृत कमजोर हो।