Neutroncsillag-fúzió, 2017. augusztus 17
A fúzió két neutroncsillag mutattunk be 2017. augusztus 17az NGC 4993 galaxison belül , gravitációs hullámok és fény formájában egyaránt .
Összességében, továbbá a LIGO és Virgo , mintegy 70 obszervatóriumok , a földön és az űrben , részt vett az esemény megfigyeléséhez. Ez az első olyan gravitációs hullám észlelése, amelyeknél elektromágneses megfelelőt észleltek. Ez a detektálás megerősíti azt a hipotézist, miszerint a gammasugarak vagy azok legalább egy része két neutroncsillag összeolvadásának eredménye .
Általános Információk
Információ
Az első neutroncsillag tömege
|
1,36–1,60 (a spin alacsony értékének feltételezése)
M⊙{\ displaystyle M _ {\ odot}}![{\ displaystyle M _ {\ odot}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4fa96ed83d5db40d3350f1eb4f3e87754ef91793) |
A második neutroncsillag tömege
|
1,17–1,36 (a spin alacsony értékének feltételezése)
M⊙{\ displaystyle M _ {\ odot}}![{\ displaystyle M _ {\ odot}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4fa96ed83d5db40d3350f1eb4f3e87754ef91793) |
Két neutroncsillag sugara |
11.9+1,4 −1,4 km
|
Végső tömeg
|
2.74+0,04 −0,01 M⊙{\ displaystyle M _ {\ odot}} (a spin alacsony értékének feltételezése)
|
Sugárzott energia gravitációs hullámok formájában
|
> 0,025 M⊙vs.2{\ displaystyle M _ {\ odot} c ^ {2}}
|
Távolság a forrástól
|
40+8 −14 Mpc
|
Forrás vöröseltolódás
|
0,0080,002 -0,003
|
GW170817, a gravitációs hullámok eseménye
GW170817 a neve a jel tulajdonított közvetlen megfigyelését a gravitációs hullámok bejelentette 2017. október 16a LIGO és a Szűz együttműködésével . A jel detektálását végeztük 2017. augusztus 17a 12 h 41 UTC a három helyszínen, és a tartó közel 100 s . Elemzés a jel jelzi az egyesülés a két csillag a 1,1-1,6 napenergia tömegeket (jellemző tömegek neutroncsillagok).
GRB 170817A, a gammasugár kitört
A gravitációs hullámhoz társított gamma-sugárzást ( GRB 170817A ) kb. 1,74 ± 0,05 másodperccel detektálták a gravitációs hullám jele kezdetét követően a két csillag koaleszcenciájából a Fermi Gamma-űrtávcsővel a GBM műszerrel, és a Nemzetközi Gamma-Sugár Asztrofizikai Laboratórium (INTEGRAL), SPI-ACS-szel. A jel két neutroncsillag koaleszcenciájának első megfigyelésének felel meg .
Rádióhullámok
A részletes megfigyelése remanens rádióhullámok - a VLA és VLBA rádióteleszkóp - képes egy csapat asztrofizikus származó Caltech , hogy erősítse meg, hogy a jelenség az alapja minden jel megfelelt a forgatókönyv fúziós neutroncsillagok.
AT 2017gfo, a kilonova
Az AT 2017gfo egy átmeneti csillagászati esemény . Ez volt az első által észlelt Swope Supernova Survey ( SSS), mintegy 10,9 óra után a gravitációs hullám jelet, amely szerepel, mint az SSS 17a , mielőtt megkapta a hivatalos megnevezése Nemzetközi Csillagászati Unió , AT 2017gfo . Az eseményt a Távolság kevesebb mint 40 megaparsec (DLT40) szupernóva felmérés is megfigyelte, és a DLT17ck megnevezés alatt szerepelt. Tekintettel a GW170817 ritkaságára és térbeli időbeli közelségére, az AT 2017gfo nagy valószínűséggel a neutroncsillagok azonos fúziójából származott (a valószínűség, hogy a kettő nincs kapcsolatban, a becslések szerint kevesebb, mint 10 -9 ).
Felfedezésének pillanatában a tranziens esemény abszolút nagysága –15,8 ± 0,1 volt, valószínűleg a gravitációs hullámjel megfigyelése után 11 és 35 óra között tetőzött, majd gyorsan csökkent (közel mínusz 35 órával az első után megfigyelés). Spektruma szintén egyedülálló, a vörös felé haladva gyorsan fejlődik, és az addig megfigyelt többi átmeneti csillagászati eseményhez képest kevés észrevehető minta látható. Tehát felfedezésének idején az AT 2017gfo volt a leggyorsabban növekvő szupernóva.
Eredmény tárgy
Ha a fúzió eredményeként a tárgy becsült tömege 2,74 naptömeg , annak természete nincs meghatározva. Ha neutroncsillagról van szó , akkor a legtömegesebb ismert; fordítva, ha fekete lyukról van szó , akkor a legkevésbé ismert tömeges. Között végzett Chandra űrtávcső megfigyelések2017. augusztus és 2018. januárkiderül, hogy a forrás röntgensugara egy neutroncsillag számára gyenge lenne, ami arra utal, hogy fekete lyuk lenne. A 32 rádióteleszkóp által közösen végzett és interferometriával kombinált megfigyelések megmutatták, hogy a fúziót relativisztikus és keskeny anyagréteg követte ; ilyen sugárokat eddig csak a fekete lyukak körül figyeltek meg.
Következmények
Az esemény elektromágneses megfelelőjének ultraibolya, látható és közeli infravörös spektrumai azt mutatják, hogy az r eljárás során legalább körülbelül 0,5 ± 0,2 naptömegű elem keletkezett , ami arra utal, hogy egy jelentős nehéz elem egy részét neutroncsillagok fúziója hozza létre. Eseménye2017. augusztus 17az első közvetlen megfigyelés, miszerint a neutroncsillag-fúziók aktívan részt vesznek a nukleoszintézisben. Sőt, a lantanidok detektálása az elektromágneses megfelelő spektrumában elveti a furcsa csillagok bináris rendszerének fúziójával kapcsolatos hipotézist .
Mivel ez az esemény a maga nemében először megfigyelhető, a hasonló események előfordulási arányát nehéz megbecsülni. Azonban, egy felső határt az előfordulási arányának tranziens események hasonló AT 2017gfo határoztuk meg 1,6 × 10 5 GPC -3 egy -1 .
A gravitációs hullámok sebességének mérése a módosított gravitáció számos elméletét kizárja a kozmikus gyorsulás magyarázataként . GW170817 és GRB 170817A valóban lehetővé teszi, hogy korlátozza a kapcsolatot a és rendre a sebesség gravitációs hullámok és a fény közötti vákuumban körülbelül -4,3 × 10 -16 10 -11 figyelembe véve a sebesség a gravitációs hullámok állandó.
σ=vs.-vvs.{\ displaystyle \ sigma = {\ frac {cv} {c}}}
v{\ displaystyle v}
vs.{\ displaystyle c}![vs.](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/86a67b81c2de995bd608d5b2df50cd8cd7d92455)
Hivatkozások
-
Abbott és mtsai. 2017 .
-
(in) A LIGO tudományos együttműködése és a szűz együttműködés , " GW170817: Neutroncsillag-sugarak és állapotegyenlet mérései " , Physical Review Letters , vol. 121, n o 16,2018. október 15, P. 161101 ( DOI 10.1103 / PhysRevLett.121.161101 , online olvasás , hozzáférés : 2018. október 24. ).
-
Sean Bailly, " Két neutroncsillag összeolvadása miatt Ligo és Szűz rezegni kezdett ", Pour la science , n o 482,2017. december, P. 6..
-
(in) BP Abbott, A. Abbott, Abbott TD, Acernese F. és mtsai. , „ Gravitációs hullámok és gammasugarak bináris neutroncsillag-összeolvadásból: GW170817 és GRB 170817A ” , The Astrophysical Journal Letters , vol. 848, n o 22017. október 16( online olvasás , konzultáció 2017. november 23-án ).
-
Lucas Streit " A szuperluminális sugár elárulja a neutroncsillagok egyesülését ". A tudomány számára , n o 493,2018. november, P. 8 ( online olvasás )
-
Coulter és mtsai. 2017 .
-
Átmeneti névkiszolgáló .
-
Valenti és mtsai. 2017 .
-
Siebert és mtsai. 2017 .
-
(in) Charles Q. Choi, " gravitációs hullámok detektált Neutron csillag összeomlik: A Discovery magyarázata " , Space.com ,2017. október 16( online olvasás ).
-
(in) David Pooley, Pawan Kumar, J. Craig Wheeler és Bruce Grossan, " GW170817 legvalószínűbb Made Black Hole " , The Astrophysical Journal Letters ,2018. május 31( DOI 10.3847 / 2041-8213 / aac3d6 , olvassa el online ).
-
(en) G. Ghirlanda, OS Salafia, Z. Paragi, Giroletti M., J. Yang, B. Marcote, J. Blanchard, I. Agudo, T. An et al. , „ Compact rádióemissziót jelez strukturált jet keletkezett bináris neutroncsillag egyesülés ” , Science ,2019. február 21( DOI 10.1126 / science.aau8815 , online olvasás ).
-
Drout és mtsai. 2017 .
-
(en) Hao Wang , Fu-Wen Zhang , Yuan-Zhu Wang , Zhao-Qiang Shen , Yun-Feng Liang, Xiang Li, Neng-Hui Liao, Zhi-Ping Jin, Qiang Yuan, Yuan-Chuan Zou, Yi Zhong Fan és Da-Ming Wei, " GW170817 / GRB 170817A / AT2017gfo egyesület: néhány következményét, a fizika és asztrofizika " , arXiv: 1.710,05805 [asztro-ph, fizika: gr-qc] ,2017. október 16( online olvasás , konzultáció 2017. november 2-án ).
-
(a) S. Rosswog J. Sollerman , U. Feindt és A. Goobar , " Az első közvetlen kettős neutroncsillag egyesülést detektálás: következmények kozmikus nukleoszintézis " , arXiv: 1.710,05445 [asztro-ph] ,2017. október 16( online olvasás , konzultáció 2017. október 18-án ).
-
(in) L. Lombriser és A. Taylor: " Sötét degeneráció megtörése gravitációs hullámokkal " , Journal of Cosmology and Astroparticle Physics , vol. 2016,2016. március, P. 031 ( DOI 10.1088 / 1475-7516 / 2016/03/031 ).
-
(in) L. és N. Lima Lombriser, " Kihívások az öngyorsításra a módosított gravitációban a gravitációs hullámoktól és a nagyméretű struktúrától " , Physics Letters B , vol. 765,2017, P. 382 ( DOI 10.1016 / j.physletb.2016.12.048 , online olvasás ).
Lásd is
Bibliográfia
: a cikk forrásaként használt dokumentum.
Tudományos cikkek
A bejelentés alkalmával megjelent összes cikk 2017. október 16ezen az oldalon állnak össze .
-
[Abbott és mtsai. 2017] (en) BP Abbott és mtsai. , „ GW170817: Gravitációs hullámok megfigyelése bináris neutroncsillag-inspirációból ” , Physical Review Letters , vol. 119, n o 16,2017. október 16( ISSN 0031-9007 és 1079-7114 , DOI 10.1103 / physrevlett.119.161101 , online olvasás ).
- Albert és mtsai. 2017
-
[Coulter és mtsai. 2017] (en) DA Coulter , RJ Foley , CD Kilpatrick , MR Drout , AL Piro, BJ Shappee, MR Siebert, JD Simon, N. Ulloa, D. Kasen, BF Madore, A. Murguia-Berthier, Y.-C . Pan, JX Prochaska, E. Ramirez-Ruiz, A. Rest és C. Rojas-Bravo, „ Swope Supernova Survey 2017a (SSS17a), a gravitációs hullámforrás optikai megfelelője ” , Science ,2017. október 16, eaap9811 ( ISSN 0036-8075 és 1095-9203 , PMID 29038368 , DOI 10.1126 / science.aap9811 , online olvasás , hozzáférés : 2017. október 17. ).
- [Covino és mtsai. 2017] Covino és mtsai. „ A polarizált macronova kapcsolódó gravitációs hullám esetén GW 170817 ” ,? , Közzétéve 2017. október 16( online olvasás )
-
[Drout és mtsai. 2017] (en) MR Drout , AL Piro , BJ Shappee és CD Kilpatrick , „ A neutroncsillag-fúzió GW170817 / SSS17a fénygörbéi: implikációk az r-folyamat nukleoszintéziséhez ” , Science ,2017. október 16, eaaq0049 ( ISSN 0036-8075 és 1095-9203 , PMID 29038375 , DOI 10.1126 / science.aaq0049 , online olvasás , hozzáférés : 2017. október 17 ).
- [Hjorth és mtsai. 2017] Hjorth et al. „ A távolság NGC 4993 - a befogadó galaxis gravitációs hullám esetén GW 170817 ” ,? , Közzétéve 2017. október 16( online olvasás )
- [Levan és mtsai. 2017] Levan et al. „ A környezet a bináris neutroncsillag egyesülés GW170817 ” ,? , Közzétéve 2017. október 16( online olvasás )
-
[Pian és mtsai. 2017] (en) Pian és mtsai. , „ Spektroszkópiai azonosítása r-folyamat nukleoszintézis kettős neutroncsillag egyesülés ” , ? , Közzétéve 2017. október 16( online olvasás ).
-
[Siebert és mtsai. 2017] (en) Matthew R. Siebert , Ryan J. Foley , Maria R. Drout , Charles D. Kilpatrick , BJ Shappee, DA Coulter, D. Kasen, BF Madore, A. Murguia-Berthier, Y.-C. Pan, AL Piro, JX Prochaska, E. Ramirez-Ruiz, A. Rest, C. Contreras, N. Morrell, C. Rojas-Bravo és JD Simon, „ A gravitációs hullámforrás első elektromágneses megfelelőjének példátlan tulajdonságai ” , The Astrophysical Journal , vol. 848, n o 22017. október 16, P. L26 ( ISSN 2041-8213 , DOI 10.3847 / 2041-8213 / aa905e , online olvasás , hozzáférés : 2017. október 18 ).
- [Smartt és mtsai. 2017] Smartt és mtsai. „ Az elektromágneses megfelelője egy gravitációs hullám forrás bemutatja a kilonova ” ,? , Közzétéve 2017. október 16( online olvasás )
-
[Tanvir és mtsai. 2017] Tanvir és mtsai. „ A kialakult egy lantanida gazdag kilonova követően az egyesülés a két neutroncsillag ” ,? , Közzétéve 2017. október 16( online olvasás ).
-
[Valenti és mtsai. 2017] (en) Stefano Valenti , J. Sand David , Sheng Yang , Enrico Cappellaro , Leonardo Tartaglia, Alessandra Corsi, Saurabh W. Jha, Daniel E. Reichart, Joshua Haislip és Vladimir Kouprianov, „ A GW170817 elektromágneses megfelelőjének felfedezése : Kilonova AT 2017gfo / DLT17ck ” , The Astrophysical Journal Letters , vol. 848, n o 22017, P. L24 ( ISSN 2041-8205 , DOI 10.3847 / 2041-8213 / aa8edf , online olvasás , 2017. október 17. ).
Intézményi sajtóközlemények
- (en) „„ A LIGO és a Szűz először észleli az ütköző neutroncsillagok által előállított gravitációs hullámokat ” [„ A LIGO és a Szűz először észleli a neutroncsillagok ütközése által keltett gravitációs hullámokat ”], Media Assets , Kaliforniai Műszaki Intézet ,2017. október 16( online olvasás )
- Carnegie Tudományos Intézet
- en) „ Integralis robbanást lát gravitációs hullámokkal utazva ” , Tevékenységeink> Űrtudomány , Európai Űrügynökség ,2017. október 16( online olvasás )
- "Az ESO teleszkópjai a gravitációs hullámforrás legelső fényét észlelik ", tudományos sajtóközlemény , European Southern Observatory , n o eso1733fr,2017. október 16( online olvasás )
- LIGO
- " Gravitációs hullámok, új kutatási eszköz ", sajtóközlemények , Genfi Egyetem ,2017. október 16( online olvasás )
Videók
Adatbázis
Kapcsolódó cikkek