Ученые из Северо-Западного университета, находящегося в Эванстоуне, пригороде Чикаго, обнаружили новый источник гравитационных волн. Им стал «кокон» различных частиц, образующийся вокруг умирающей массивной звезды.
Гравитационные волны — это невидимые колебания в пространстве-времени, которые вызывают бурные энергетические процессы в космосе. Они распространяются со скоростью света, сжимая и растягивая все, что попадается им на пути.
Лазерный интерферометр Гравитационно-волновой обсерватории США (LIGO) был разработан специально для обнаружения гравитационных волн. Подобно своим аналогам в Италии (интерферометру Virgo) и в Японии (детектору гравитационных волн Камиока), он позволяет использовать собранную ими информацию для исследования нашей Вселенной.
До сих пор считалось, что наиболее часто они возникают в результате взаимодействия расположенных достаточно близко черных дыр и нейтронных звезд. Однако нынешнее открытие позволяет сделать вывод, что для их возникновения не нужны два объекта.
Новый источник образуется в результате коллапса ядра сверхновой. Как это работает? Массивная звезда подвергается гравитационному коллапсу, находясь на последних стадиях жизни. Коллапсирует она из-за длительных гамма-всплесков, которые проявляются в виде энергетических струй. Они заставляют звездный материал образовывать «кокон» в форме песочных часов, когда он выталкивается из звезды.
Энергетический поток зарождается еще внутри звезды, а затем сам пробивает себе путь наружу. Подобно пыли из стены, в которой просверливается отверстие, из звезды высыпаются находящиеся в ней нагретые частицы. Из них образуются горячие слои кокона.
Смоделировав коллапс массивной звезды, исследователи продемонстрировали, что «кокон», в котором собираются частицы звезды, действительно может излучать обнаруживаемые гравитационные волны. Искать их в нем гораздо эффективнее, чем в гамма-всплесках или сверхновых, которые происходят с частотой, недоступной для сканеров LIGO.
Гамма-всплески длятся десятки секунд, поэтому их частота мала. Она ниже, чем та, которую может распознать интерферометр. Сверхновые же сферичны и симметричны, поэтому их взрывы никак не изменяют баланса массы в звезде, чтобы испускать гравитационные волны.
«Коконы» же ассиметричны и обладают высокой энергией, а это позволяет LIGO их улавливать и отслеживать. Для исследований они подходят просто идеально.
Поделившись результатами этой работы, ученые хотят привлечь внимание научного сообщества к «коконам» как к источнику гравитационных волн. Во время их изучения можно узнать и о том, что происходит внутри звезд, и о природе энергетических струй, и об их роли во взрывах звезд. Напомним, ранее мы рассказывали о том, что исследователи выяснили, как взрываются сверхновые типа II — одни из самых массивных в космосе.
В космическом пространстве происходит немало интересных процессов. Фотографии самых интересных можно увидеть в нашей галерее:
Любите космос? Он может стать ближе:
