Найден второй кандидат на слияние нейтронных звезд

Гравитационные антенны в США и Италии уловили новый сигнал, который, согласно первичной обработке, возник в результате слияния двух нейтронных звезд. Гравитационную волну поймали европейская установка Virgo и одна из пары американских установок LIGO, в то время как другая была выключена. Параметры события определены с достаточно низкой точностью: площадь локализации с 90-процентной вероятностью составляет почти четверть небесной сферы. На данный момент сопутствующего электромагнитного излучения не зафиксировано. Информация доступна в базе данных гравитационных событий-кандидатов.

Гравитационные волны — это предсказываемые общей теорией относительности Альберта Эйнштейна колебания пространства-времени, которые порождаются при неравномерном движении крупных масс с большой скоростью. Наиболее подходящим природным источником таких возмущений являются тесные двойные системы компактных объектов (черные дыры или нейтронные звезды).

На данный момент поймать гравитационные волны удалось 13 раз, причем 12 из них были слияниями пар черных дыр и лишь одно событие было порождено нейтронными звездами. Также есть несколько событий-кандидатов с небольшой статистической значимостью, но они не считаются полноценными регистрациями. Наблюдения слияний нейтронных звезд исключительно важны, так как в таком случае ожидается заметный электромагнитный сигнал в различных диапазонах, что не только служит независимым подтверждением, но и позволяет получить больше информации.

Сегодня на всей Земле работают три антенны с достаточной чувствительностью для регистрации гравитационных волн от астрофизических событий — установка Virgo в Италии и пара LIGO в США. Недавно закончился 19-месячный этап их улучшения, а с апреля начался новый наблюдательный сезон, в течение которого должна также заработать японская антенна KAGRA. Предварительные оценки показывали, что после внесенных изменений при благоприятных условиях регистрации должны происходить с темпом около одного события в неделю.

На данный момент в базе данных с начала апреля появилось пять записей: первое срабатывание было ложным, два раза удалось детектировать слияния черных дыр, еще одно событие с высокой вероятностью является шумом от земных процессов и новый сигнал, который был зарегистрирован в 11:18 25 апреля по московскому времени.

Амплитуда последней волны достаточно мала, поэтому она не прошла по пороговому значению отношения сигнала к шуму на установке Virgo. Так как в это время одна из антенн LIGO в Хэнфорде была выключена, то автоматическая система посчитала событие зафиксированным лишь на одном инструменте — второй антенне LIGO в Ливингстоне. Из-за этого не произошло автоматической рассылки информации о событии, поэтому многие телескопы начинают искать сопутствующий сигнал лишь сейчас, спустя несколько часов.

Вместе с тем, дополнительный анализ показал, что полученные Virgo данные согласуются с данными установки в Ливингстоне, что объясняется меньшей чувствительностью европейской антенны. Обработка данных указывает, что данное событие было порождено слиянием нейтронных звезд, при котором часть вещества выбрасывается в окружающее пространство, что должно производить вспышку электромагнитного излучения.

В связи с наблюдением лишь на двух антеннах точность определения параметров события невелика: с вероятностью в 90 процентов волна пришла из области площадью 10183 квадратных градуса, что составляет почти четверть площади небесной сферы (41253 квадратных градуса). Оценочное расстояние до события составляет 155±45 мегапарсек.

На данный момент несколько телескопов, в том числе работающая в гамма-диапазоне обсерватория HAWK, российская система автоматических телескопов MASTER и космический гамма-телескоп INTEGRAL, опубликовали результаты первичного поиска сопутствующего сигнала. Подходящих вспышек найдено не было. В ближайшем будущем ожидаются результаты с других инструментов.

Подробнее про регистрацию гравитационных волн можно прочитать в материалах «На гребне метрического тензора», «Точилка для квантового карандаша» и «Тоньше протона».