Астрономы вычисляют все быстрее и быстрее

Моделирование излучений нейтронной звезды (черные точки внизу трех проекций) в 3D-пространстве. Фото Physorg

На подготовку регистрации гравитационных волн, начиная с выдвижения Альбертом Эйнштейном идеи их существования и заканчивая строительством лазерных гравитационных обсерваторий, ушел целый век. 17 августа 2017 года орбитальный гамма-телескоп «Ферми» зафиксировал чрезвычайно мощный всплеск космического объекта GW, генерирующего гравитационные волны (Gravitational Waves). Вспышка была чрезвычайно мощной, за что получила сленговое название «килонова» (kilonova), но и весьма краткой, поскольку уже через две недели увидеть ее было весьма затруднительно.

На следующий день, через 12–15 часов, гравитационные обсерватории уточнили положение объекта, удаленного от Земли на 130 млн световых лет в направлении созвездия Гидра. Выяснилось, что выброс гигантской массы вещества произошел вследствие слияния двух нейтронных звезд, диаметр которых не превышал диаметра Москвы в пределах кольцевой автодороги. А вот масса «нейтронок» превышала солнечную не более чем в полтора раза, и они после слияния выбросили в пространство до 10 тыс. земных масс тяжелых элементов.

Джет длиной более300 тысяч световых лет, испускаемый из черной дыры. Фото Physorg

Обработка гигантского массива данных, полученных в связи с фиксацией августовской килоновы, заняла… всего две недели. Добавьте к этому время, потребовавшееся на написание статей. Nature всего лишь через два месяца опубликовал на своем сайте рекордное число сообщений на эту тему. Скоро можно ждать публикации 11 статей в бумажном варианте. Однако этим достижения астрономов не ограничиваются.

Известно, что нейтронные звезды образуются в результате выгорания водорода в ходе термоядерного синтеза гелия и последующего схлопывания (коллапса) гигантской массы под действием гравитации. При небольшой массе нейтронной звезды она взрывается с образованием сверхновой. Но если масса достаточна для гравитационного притяжения материи дополнительных количеств газа и пыли, то возникает черная дыра. Такие дыры находятся в центрах галактик, в том числе их нашли и в нашей галактике Млечный Путь.

Обнаружение нового объекта в виде бинарной звезды, вращавшейся со скоростью в сотни оборотов за секунду, с одновременной регистрацией гравитационных волн, генерируемых им, оправдывают восхищенные комментарии по поводу присуждения Нобелевской премии по физике за 2017 годд. Гравитационные волны позволили настолько точно локализовать источник, что его практически тут же увидели и в оптическом диапазоне с помощью орбитального телескопа Хаббла.

Оправдались также и результаты компьютерного моделирования эмиссии излучений от таких объектов, изложенные недавно в одном из солиднейших журналов – Monthly Notices of Royal Astronomical Society. Благодаря скорости обработки данных ученые увидели не только вспышку, но и постепенное ее угасание, что было бы невозможно в эпоху классической астрономии.

Невидимые – кроме как в гравитационном диапазоне – черные дыры тем не менее обнаруживают по испускаемым ими струям, так называемым джетам. Один из таких недавно увиденных джетов, испускаемый квазаром (активным ядром галактики с черной дырой в центре), имеет длину более 100 килопарсек, то есть более 300 тыс. световых лет.

Полученная картина впечатляет своим HD (High Definition) – качеством. И это вселяет надежду на то, что астрономия и космология действительно «прозрели». А ведь когда-то великому астроному Иоганну Кеплеру приходилось занимать датского короля астрологическими прогнозами, чтобы иметь деньги и возможность построить обсерваторию и проводить в ней ночные бдения, приведшие к формулированию его знаменитых законов движения планет.