นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้ประกาศการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอน ตรวจพบการรวมตัวกันของดาวนิวตรอน! ทองคำและธาตุหนักอื่นๆ มาจากไหนในจักรวาล?

วันนี้ที่งานแถลงข่าวในกรุงวอชิงตัน นักวิทยาศาสตร์ได้ประกาศอย่างเป็นทางการถึงการลงทะเบียนเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ที่ไม่มีใครเคยบันทึกไว้มาก่อน นั่นคือการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวง จากผลการสังเกต มีการตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์มากกว่า 30 บทความในวารสาร 5 ฉบับ ดังนั้นเราจึงไม่สามารถพูดถึงทุกสิ่งได้ในคราวเดียว นี่คือบทสรุปและการค้นพบที่สำคัญที่สุด

นักดาราศาสตร์ได้สังเกตการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวงและการกำเนิดหลุมดำใหม่

ดาวนิวตรอนเป็นวัตถุที่ปรากฏขึ้นจากการระเบิดของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่และมวลมาก (หนักกว่าดวงอาทิตย์หลายเท่า) ขนาดของมันมีขนาดเล็ก (โดยปกติจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 20 กิโลเมตร) แต่ความหนาแน่นและมวลนั้นมหาศาล

การรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวงทำให้เกิดหลุมดำห่างจากโลก 130 ล้านปีแสง ซึ่งเป็นวัตถุที่มีมวลและหนาแน่นมากกว่าดาวนิวตรอนเสียอีก การรวมตัวกันของดาวฤกษ์และการก่อตัวของหลุมดำนั้นมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานมหาศาลในรูปของแรงโน้มถ่วง รังสีแกมมา และรังสีเชิงแสง รังสีทั้งสามประเภทถูกบันทึกโดยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและวงโคจร คลื่นความโน้มถ่วงถูกบันทึกโดยหอสังเกตการณ์ LIGO และ VIRGO

คลื่นความโน้มถ่วงนี้เป็นคลื่นพลังงานที่สูงที่สุดเท่าที่เคยสังเกตมา

รังสีทุกชนิดมาถึงโลกเมื่อวันที่ 17 สิงหาคม ประการแรก เลเซอร์อินเทอร์เฟอโรมิเตอร์แบบภาคพื้นดิน LIGO และ Virgo บันทึกการบีบอัดและการขยายตัวของกาล-อวกาศเป็นระยะ ซึ่งเป็นคลื่นความโน้มถ่วงที่โคจรรอบโลกหลายครั้ง เหตุการณ์ที่ทำให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วงมีชื่อว่า GRB170817A ไม่กี่วินาทีต่อมา กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมา Fermi ของ NASA ตรวจพบโฟตอนพลังงานสูงในช่วงรังสีแกมมา

ในวันนี้ กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและวงโคจรขนาดใหญ่และเล็กที่ทำงานในทุกระยะ มองที่จุดเดียวในอวกาศ

จากผลการสำรวจ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย (เบิร์กลีย์) ได้ทำการจำลองการควบรวมดาวนิวตรอนด้วยคอมพิวเตอร์ ดาวฤกษ์ทั้งสองดวงดูเหมือนจะมีมวลใหญ่กว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย (แต่มีรัศมีน้อยกว่ามาก) ลูกบอลสองลูกที่มีความหนาแน่นอย่างไม่น่าเชื่อนี้หมุนวนไปมาและเร่งความเร็วอย่างต่อเนื่อง มันเป็นอย่างไร:

อันเป็นผลมาจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนอะตอมของธาตุหนัก - ทองคำ, ยูเรเนียม, แพลตตินัม - ถูกปล่อยออกสู่อวกาศ นักดาราศาสตร์เชื่อว่าเหตุการณ์ดังกล่าวเป็นแหล่งกำเนิดหลักขององค์ประกอบเหล่านี้ในจักรวาล กล้องโทรทรรศน์แบบออพติคัลจะ "เห็น" แสงสีน้ำเงินที่มองเห็นได้ในตอนแรก จากนั้นจึงแผ่รังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งทำให้เกิดแสงสีแดงและการแผ่รังสีในช่วงอินฟราเรด

ลำดับนี้ตรงกับการคาดการณ์ทางทฤษฎี ตามทฤษฎีแล้ว เมื่อดาวนิวตรอนชนกัน พวกมันจะสูญเสียสสารไปบางส่วน มันถูกพ่นไปรอบๆ จุดชนด้วยเมฆนิวตรอนและโปรตอนขนาดใหญ่ เมื่อหลุมดำเริ่มก่อตัว แผ่นสะสมมวลสารจะก่อตัวรอบๆ มัน ซึ่งอนุภาคจะหมุนด้วยความเร็วมหาศาล มากเสียจนบางส่วนเอาชนะแรงโน้มถ่วงของหลุมดำและลอยหนีไป

ชะตากรรมนี้รอประมาณ 2% ของเรื่องดาวชนกัน สสารนี้ก่อตัวเป็นเมฆรอบหลุมดำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางนับหมื่นกิโลเมตรและมีความหนาแน่นประมาณเท่ากับดวงอาทิตย์ โปรตอนและนิวตรอนที่ประกอบกันเป็นเมฆนี้เกาะติดกันเพื่อสร้างนิวเคลียสของอะตอม จากนั้นความเสื่อมสลายของนิวเคลียสเหล่านี้ก็เริ่มต้นขึ้น นักดาราศาสตร์บนโลกสังเกตการแผ่รังสีจากนิวเคลียสที่สลายตัวเป็นเวลาหลายวัน ในช่วงหลายล้านปีนับตั้งแต่เหตุการณ์ GRB170817A การแผ่รังสีนี้ได้ปกคลุมทั่วทั้งกาแลคซี

การทำงานร่วมกันของ LIGO-Virgo ร่วมกับนักดาราศาสตร์จากหอดูดาว 70 แห่ง ได้ประกาศในวันนี้ถึงการสังเกตการณ์การรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวงในช่วงความโน้มถ่วงและแม่เหล็กไฟฟ้า: พวกเขาเห็นการระเบิดของรังสีแกมมา เช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ อัลตราไวโอเลต ที่มองเห็นได้ การแผ่รังสีอินฟราเรดและวิทยุ

ภาพประกอบของการชนกันของดาวนิวตรอน การแผ่รังสีในแนวทแยงแคบคือกระแสรังสีแกมมา เมฆที่ส่องสว่างรอบดวงดาวเป็นแหล่งกำเนิดของแสงที่มองเห็นได้จากกล้องโทรทรรศน์หลังการควบรวมกิจการ เครดิต: NSF/LIGO/มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโซโนมา/Aurore Simonnet

การสังเกตการณ์การระเบิดของรังสีแกมมา คลื่นความโน้มถ่วง และแสงที่มองเห็นร่วมกัน ทำให้ไม่เพียงแต่ระบุบริเวณบนท้องฟ้าที่เกิดเหตุการณ์ดังกล่าวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกาแลคซี NGC 4993 ที่ดาวฤกษ์เหล่านั้นอยู่ด้วย

การกำหนดตำแหน่งบนท้องฟ้าโดยใช้เครื่องตรวจจับแบบต่างๆ

เราจะพูดอะไรเกี่ยวกับดาวนิวตรอนได้บ้าง?

นักดาราศาสตร์สังเกตการปะทุของรังสีแกมมาสั้นๆ มานานหลายทศวรรษ แต่ไม่ทราบแน่ชัดว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร สมมติฐานหลักคือการระเบิดครั้งนี้เป็นผลมาจากการรวมตัวของดาวนิวตรอน และตอนนี้การสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงจากเหตุการณ์นี้ได้ยืนยันทฤษฎีนี้แล้ว

เมื่อดาวนิวตรอนชนกัน สสารส่วนใหญ่รวมตัวเป็นวัตถุมวลยวดยิ่งวัตถุเดียว ปล่อย "ลูกไฟ" ของรังสีแกมมา (การระเบิดของรังสีแกมมาช่วงสั้นๆ นั้นตรวจพบได้สองวินาทีหลังจากคลื่นความโน้มถ่วง) หลังจากนั้นสิ่งที่เรียกว่ากิโลโนวาจะเกิดขึ้นเมื่อสสารที่เหลืออยู่หลังจากการชนกันของดาวนิวตรอนถูกพาออกไปจากบริเวณที่ชนกันและเปล่งแสงออกมา การสังเกตสเปกตรัมของรังสีนี้ทำให้สามารถระบุได้ว่าธาตุหนัก เช่น ทองคำ ถือกำเนิดขึ้นอย่างแม่นยำโดยเป็นผลมาจากกิโลโนวา นักวิทยาศาสตร์สังเกตแสงระเรื่อเป็นเวลาหลายสัปดาห์หลังเหตุการณ์ โดยรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในดวงดาว และนี่คือการสังเกตการณ์หนึ่งกิโลโนวาที่เชื่อถือได้ครั้งแรก

ดาวนิวตรอนเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งเกิดขึ้นหลังจากการระเบิดของซูเปอร์โนวา ความดันในดาวฤกษ์สูงมากจนแต่ละอะตอมไม่สามารถดำรงอยู่ได้ และภายในดาวฤกษ์จะมี "ซุป" ของเหลวที่ประกอบด้วยนิวตรอน โปรตอน และอนุภาคอื่นๆ ในการอธิบายดาวนิวตรอน นักวิทยาศาสตร์ใช้สมการสถานะที่เกี่ยวข้องกับความดันและความหนาแน่นของสสาร มีสมการสถานะที่เป็นไปได้หลายสมการ แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ว่าสมการใดถูกต้อง ดังนั้น การสังเกตแรงโน้มถ่วงอาจช่วยตอบคำถามนี้ได้ ในขณะนี้ สัญญาณที่สังเกตได้ไม่ได้ให้คำตอบที่ชัดเจน แต่ช่วยให้สามารถประมาณรูปร่างของดาวฤกษ์ได้อย่างน่าสนใจ (ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ดวงที่สอง)

การค้นพบที่น่าสนใจคือการระเบิดรังสีแกมมาระยะสั้นที่สังเกตได้นั้นอยู่ใกล้โลกมากที่สุด แต่ในขณะเดียวกันก็สลัวเกินไปสำหรับระยะห่างดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอคำอธิบายที่เป็นไปได้หลายประการ เช่น บางทีลำแสงรังสีแกมมาอาจมีความสว่างไม่สม่ำเสมอ หรือเราเห็นเพียงขอบสุดของมันเท่านั้น ไม่ว่าในกรณีใด คำถามก็เกิดขึ้น: ก่อนหน้านี้ นักดาราศาสตร์ไม่คิดว่าการระเบิดจาง ๆ ดังกล่าวอาจอยู่ใกล้มาก และพวกเขาอาจพลาดการระเบิดเล็กน้อยแบบเดียวกันนี้ หรือตีความไม่ถูกต้องว่าการระเบิดนั้นอยู่ไกลกว่านั้นหรือไม่ การสังเกตแบบรวมในช่วงความโน้มถ่วงและช่วงแม่เหล็กไฟฟ้าอาจช่วยให้ได้คำตอบ แต่ที่ความไวของเครื่องตรวจจับในระดับนี้ การสังเกตดังกล่าวจะค่อนข้างหายาก โดยเฉลี่ย 0.1-1.4 ต่อปี

นอกจากรังสีความโน้มถ่วงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว ดาวนิวตรอนยังปล่อยกระแสนิวตริโนออกมาในระหว่างกระบวนการควบรวม เครื่องตรวจจับนิวตริโนยังทำงานเพื่อค้นหาฟลักซ์เหล่านี้จากเหตุการณ์ดังกล่าว แต่ตรวจไม่พบสิ่งใดเลย โดยรวมแล้ว ผลลัพธ์นี้เป็นไปตามที่คาดไว้ เช่นเดียวกับการระเบิดรังสีแกมมา เหตุการณ์นี้สลัวเกินไป (หรือเรากำลังมองมันในมุมสูง) ที่เครื่องตรวจจับจะมองเห็นได้

ความเร็วของคลื่นความโน้มถ่วง

เนื่องจากคลื่นความโน้มถ่วงและสัญญาณแสงกำเนิดจากแหล่งเดียวกันโดยมีความน่าจะเป็นสูงมาก (5.3 ซิกมา) และสัญญาณแสงแรกมาถึง 1.7 วินาทีหลังจากสัญญาณโน้มถ่วง เราจึงสามารถจำกัดความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นโน้มถ่วงได้อย่างแม่นยำสูงมาก . สมมติว่าแสงและคลื่นความโน้มถ่วงถูกปล่อยออกมาพร้อมกัน และความล่าช้าระหว่างสัญญาณนั้นเกิดจากการที่แรงโน้มถ่วงเร็วขึ้น จึงสามารถหาขอบเขตบนได้ ค่าประมาณที่ต่ำกว่าสามารถหาได้จากแบบจำลองการรวมตัวของดาวนิวตรอน โดยสมมติว่าแสงถูกปล่อยออกมาหลังจากคลื่นความโน้มถ่วง 10 วินาที (ซึ่งเป็นจุดที่กระบวนการทั้งหมดควรจะเสร็จสิ้น) และตามทันคลื่นความโน้มถ่วงเมื่อมาถึงโลก ส่งผลให้ความเร็วของแรงโน้มถ่วงเท่ากับความเร็วแสงด้วยความแม่นยำอันยอดเยี่ยม

สำหรับการประมาณค่าที่ต่ำกว่า คุณสามารถใช้การหน่วงเวลาขนาดใหญ่ระหว่างการปล่อยสัญญาณ และสมมติว่าสัญญาณไฟถูกปล่อยออกมาก่อน ซึ่งจะลดความแม่นยำลงตามสัดส่วน แต่ในกรณีนี้ การประมาณการก็แม่นยำอย่างยิ่ง

การใช้ความรู้เดียวกันเกี่ยวกับความล่าช้าระหว่างสัญญาณ คุณสามารถเพิ่มความแม่นยำของการประมาณค่าคงที่ของลอเรนซ์ได้อย่างมาก (ความแตกต่างระหว่างพฤติกรรมของแรงโน้มถ่วงและแสงภายใต้การแปลงลอเรนซ์) และหลักการสมมูล

นักวิทยาศาสตร์วัดค่าคงที่ของฮับเบิลด้วยวิธีอื่น - โดยการสังเกตพารามิเตอร์ของการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลบนกล้องโทรทรรศน์พลังค์ และได้รับค่าที่แตกต่างกันสำหรับค่าคงที่ของฮับเบิล ซึ่งไม่สอดคล้องกับการวัด SHoES ความแตกต่างนี้ใหญ่เกินกว่าจะเป็นค่าทางสถิติ แต่ยังไม่ทราบสาเหตุของความคลาดเคลื่อนในการประมาณการ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการวัดที่เป็นอิสระ

การแจกแจงความน่าจะเป็นสำหรับค่าคงที่ของฮับเบิลโดยใช้คลื่นความโน้มถ่วง (สีน้ำเงิน) เส้นประระบุช่วงเวลา 1σ และ 2σ (68.3% และ 95.4%) สำหรับการเปรียบเทียบ ช่วง 1σ และ 2σ จะแสดงสำหรับการประมาณค่าก่อนหน้านี้: พลังค์ (สีเขียว) และ SHoES (สีส้ม) ซึ่งไม่ได้มาบรรจบกัน

ในกรณีนี้ คลื่นความโน้มถ่วงจะมีบทบาทเป็นเทียนมาตรฐาน (และเรียกว่าไซเรนมาตรฐาน) ด้วยการสังเกตแอมพลิจูดของสัญญาณบนโลกและจำลองแอมพลิจูดของมันที่แหล่งกำเนิด เราสามารถประมาณได้ว่าสัญญาณลดลงเท่าใด และด้วยเหตุนี้จึงทราบระยะห่างจากแหล่งกำเนิด โดยไม่คำนึงถึงสมมติฐานใดๆ เกี่ยวกับค่าคงที่ของฮับเบิลหรือการวัดก่อนหน้านี้ การสังเกตสัญญาณแสงทำให้สามารถระบุกาแลคซีซึ่งดาวนิวตรอนคู่นั้นตั้งอยู่ได้ และความเร็วถอยของกาแลคซีนี้เป็นที่ทราบกันดีจากการตรวจวัดครั้งก่อน ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วและระยะทางคือค่าคงที่ของฮับเบิล เป็นสิ่งสำคัญที่การประมาณค่าดังกล่าวจะต้องไม่ขึ้นอยู่กับการประมาณการครั้งก่อนหรือมาตราส่วนระยะทางจักรวาลโดยสิ้นเชิง

การวัดเพียงครั้งเดียวไม่เพียงพอที่จะไขปริศนาของความแตกต่างในการประมาณการของ Planck และ SHoES แต่โดยรวมแล้วการประมาณการนั้นสอดคล้องกับค่าที่ทราบอยู่แล้ว เมื่อพิจารณาว่าการประมาณการก่อนหน้านี้อิงตามสถิติที่รวบรวมมาเป็นเวลาหลายปี นี่เป็นผลลัพธ์ที่สำคัญมาก

เล็กน้อยเกี่ยวกับ LIGO และข้อบกพร่อง

แผงด้านบนแสดงข้อผิดพลาดในข้อมูล LIGO-Livingston และยังแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ามีเสียงร้องด้วย แผงด้านล่างแสดงแอมพลิจูดการสั่นแบบไร้มิติ “ความเครียด” (ปริมาณที่เราใช้อธิบายความแรงของสัญญาณใน LIGO และราศีกันย์) ในขณะที่เกิดข้อผิดพลาด นี่เป็นเพียงช่วงสั้นๆ
(ใช้เวลาประมาณ 1/4 วินาทีเท่านั้น) แต่สัญญาณแรงมาก การปราบปรามจะช่วยลดความผิดพลาดจนถึงระดับของเส้นโค้งสีส้ม ซึ่งจะแสดงระดับเสียงรบกวนพื้นหลังที่มีอยู่ในเครื่องตรวจจับ LIGO เสมอ

เครื่องตรวจจับของ LIGO เพียงเครื่องเดียวเท่านั้นที่เห็นสัญญาณในโหมดอัตโนมัติ เนื่องจากเครื่องตรวจจับ Livingston ประสบข้อผิดพลาดในขณะที่เกิดเหตุการณ์ คำนี้หมายถึงการระเบิดของเสียงรบกวนที่คล้ายกับการระเบิดของไฟฟ้าสถิตย์ในวิทยุ แม้ว่าสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงจะมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์อย่างชัดเจน แต่ระบบอัตโนมัติจะตัดข้อมูลดังกล่าวออกไป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องล้างสัญญาณจากข้อผิดพลาดก่อนที่เครื่องตรวจจับจะสามารถใช้ข้อมูลได้ ข้อบกพร่องปรากฏขึ้นในเครื่องตรวจจับตลอดเวลา - ประมาณหนึ่งครั้งทุกๆ สองสามชั่วโมง นักวิทยาศาสตร์จำแนกพวกมันตามรูปร่างและระยะเวลา และใช้ความรู้นี้เพื่อปรับปรุงเครื่องตรวจจับ คุณสามารถช่วยพวกเขาทำสิ่งนี้ได้ด้วยโปรเจ็กต์ GravitySpy ซึ่งผู้ใช้ค้นหาและจำแนกข้อบกพร่องในข้อมูล LIGO เพื่อช่วยนักวิทยาศาสตร์

คำถามที่ยังไม่มีคำตอบ

หลุมดำ ดาวนิวตรอน และการรวมตัวกันของพวกมัน มีบริเวณมวลปานกลางที่เราไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับการมีอยู่ของวัตถุขนาดกะทัดรัด เครดิต: LIGO-Virgo/ตะวันตกเฉียงเหนือ/Frank Elavsky

เราตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงจากวัตถุขนาดกะทัดรัดสองชิ้น และการสังเกตรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าหนึ่งในนั้นคือดาวนิวตรอน แต่อย่างที่สองอาจเป็นหลุมดำมวลต่ำ และถึงแม้จะไม่มีใครเคยเห็นหลุมดำเช่นนี้มาก่อน แต่ตามทฤษฎีแล้วหลุมดำก็สามารถดำรงอยู่ได้ ไม่สามารถระบุได้อย่างแน่ชัดจากการสังเกตของ GW170817 ว่าเป็นการชนกันของดาวนิวตรอนสองดวงหรือไม่ แม้ว่าจะมีแนวโน้มมากกว่าก็ตาม

จุดที่น่าสนใจประการที่สอง: วัตถุนี้กลายเป็นอะไรหลังจากการควบรวมกิจการ? มันอาจกลายเป็นดาวนิวตรอนมวลมหาศาล (เป็นดาวที่มีมวลมากที่สุด) หรือเป็นหลุมดำที่เบาที่สุด น่าเสียดายที่มีข้อมูลเชิงสังเกตไม่เพียงพอที่จะตอบคำถามนี้

บทสรุป

การสังเกตการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนในทุกช่วงความยาวคลื่นถือเป็นเหตุการณ์ทางฟิสิกส์ที่น่าทึ่งมาก จำนวนข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์ได้รับในเวลาเพียงสองเดือนนี้ทำให้พวกเขาสามารถเตรียมสิ่งพิมพ์ได้หลายสิบฉบับ และจะมีข้อมูลอื่นๆ อีกมากมายเมื่อข้อมูลดังกล่าวเปิดเผยต่อสาธารณะ ฟิสิกส์ของดาวนิวตรอนมีความสมบูรณ์มากกว่าและน่าสนใจกว่าฟิสิกส์ของหลุมดำมาก - เราสามารถทดสอบฟิสิกส์ของสถานะความหนาแน่นยิ่งยวดของสสารได้โดยตรง เช่นเดียวกับกลศาสตร์ควอนตัมในสภาวะของสนามโน้มถ่วงที่รุนแรง โอกาสพิเศษนี้อาจช่วยให้เราค้นพบความเชื่อมโยงระหว่างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปกับฟิสิกส์ควอนตัมที่หลบหนีเรามาจนถึงขณะนี้ได้ในที่สุด

การค้นพบนี้แสดงให้เห็นอีกครั้งถึงความสำคัญของการทำงานร่วมกันของผู้คนหลายพันคนในฟิสิกส์ยุคใหม่

เรดดิท AMA

ตามเนื้อผ้า นักวิทยาศาสตร์ LIGO ตอบคำถามผู้ใช้บน Reddit ฉันขอแนะนำอย่างยิ่ง!
สิ่งนี้จะเกิดขึ้นตั้งแต่เวลา 18.00 น. ตามเวลามอสโกในวันที่ 17 และ 18 ตุลาคม ลิงก์ไปยังกิจกรรมจะพร้อมใช้งานเมื่อเริ่มต้น

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล

กล้องโทรทรรศน์พลังค์

เพิ่มแท็ก

เมื่อวันที่ 16 ตุลาคม นักดาราศาสตร์รายงานว่าในวันที่ 17 สิงหาคม นับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่มีคลื่นความโน้มถ่วงจากการรวมตัวกันของทั้งสอง ดาวนิวตรอน- นักวิทยาศาสตร์ 70 กลุ่มมีส่วนร่วมในการสังเกตการณ์ และนักดาราศาสตร์ 4,600 คน ซึ่งมากกว่าหนึ่งในสามของนักดาราศาสตร์ทั้งหมดในโลก ได้กลายมาเป็นผู้เขียนร่วมของหนึ่งในบทความที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์นี้ เว็บไซต์ N+1 อธิบายไว้ในบทความขนาดยาวว่าเหตุใดการค้นพบนี้จึงสำคัญ และคำถามใดที่จะช่วยตอบได้

มันเกิดขึ้นได้อย่างไร?

เมื่อวันที่ 17 สิงหาคม 2017 เวลา 15:41:04 น. ตามเวลามอสโก เครื่องตรวจจับหอดูดาว LIGO ในเมืองแฮนฟอร์ด (วอชิงตัน) ได้ยินเสียงคลื่นความโน้มถ่วงที่ยาวเป็นประวัติการณ์ - สัญญาณดังกล่าวกินเวลาประมาณร้อยวินาที นี่เป็นช่วงเวลาที่ยาวนานมาก สำหรับการเปรียบเทียบ การบันทึกคลื่นความโน้มถ่วงสี่ครั้งก่อนหน้านี้กินเวลาไม่เกินสามวินาที โปรแกรมแจ้งเตือนอัตโนมัติเปิดใช้งานแล้ว นักดาราศาสตร์ตรวจสอบข้อมูล: ปรากฎว่าเครื่องตรวจจับ LIGO ตัวที่สอง (ในหลุยเซียน่า) ตรวจพบคลื่นด้วย แต่ทริกเกอร์อัตโนมัติไม่ทำงานเนื่องจากเสียงรบกวนในระยะสั้น

ช้ากว่าเครื่องตรวจจับแฮนฟอร์ด 1.7 วินาที ระบบอัตโนมัติของกล้องโทรทรรศน์แฟร์มีและอินทิกรัล หอดูดาวรังสีแกมมาคอสมิกที่สังเกตการณ์เหตุการณ์พลังงานที่สูงที่สุดในจักรวาล ถูกกระตุ้นโดยอิสระจากมัน เครื่องมือตรวจจับแสงวาบสว่างและกำหนดพิกัดของมันโดยประมาณ ต่างจากสัญญาณแรงโน้มถ่วง แฟลชกินเวลาเพียงสองวินาที สิ่งที่น่าสนใจคือ "อินทิกรัล" รัสเซีย - ยุโรปสังเกตเห็นรังสีแกมมาระเบิดด้วย "การมองเห็นด้านข้าง" - "คริสตัลป้องกัน" ของเครื่องตรวจจับหลัก อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ป้องกันสัญญาณสามเหลี่ยม

ประมาณหนึ่งชั่วโมงต่อมา LIGO ได้ส่งข้อมูลเกี่ยวกับพิกัดที่เป็นไปได้ของแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วง - พื้นที่นี้ถูกระบุเนื่องจากเครื่องตรวจจับราศีกันย์สังเกตเห็นสัญญาณด้วย จากความล่าช้าที่เครื่องตรวจจับเริ่มรับสัญญาณ เป็นที่ชัดเจนว่าแหล่งที่มาส่วนใหญ่อยู่ในซีกโลกใต้: สัญญาณไปถึงราศีกันย์เป็นครั้งแรก และจากนั้นเพียง 22 มิลลิวินาทีต่อมาเท่านั้นที่ถูกบันทึกโดยหอดูดาว LIGO พื้นที่เริ่มแรกที่แนะนำสำหรับการค้นหามีขนาดถึง 28 ตารางองศา ซึ่งเทียบเท่ากับหลายร้อยพื้นที่บนดวงจันทร์

ขั้นตอนต่อไปคือการรวมข้อมูลจากหอสังเกตการณ์รังสีแกมมาและแรงโน้มถ่วงเข้าด้วยกันและค้นหาแหล่งกำเนิดรังสีที่แน่นอน เนื่องจากไม่มีกล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาหรือกล้องโทรทรรศน์แรงโน้มถ่วงใดๆ ที่ทำให้สามารถค้นหาจุดที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ นักฟิสิกส์จึงเริ่มการค้นหาด้วยแสงหลายครั้งในคราวเดียว หนึ่งในนั้นคือการใช้ระบบกล้องโทรทรรศน์หุ่นยนต์ “MASTER” ซึ่งพัฒนาขึ้นที่ SAI MSU

การสังเกตการณ์กิโลโนวาของหอดูดาวยุโรปตอนใต้หอดูดาวยุโรปตอนใต้ (ESO)

กล้องโทรทรรศน์ Swope ของชิลีสามารถตรวจจับแสงแฟลร์ที่ต้องการได้จากตัวเลือกที่เป็นไปได้หลายพันตัว ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากคลื่นโน้มถ่วงเกือบ 11 ชั่วโมง นักดาราศาสตร์ได้บันทึกจุดส่องสว่างใหม่ในกาแลคซี NGC 4993 ในกลุ่มดาวไฮดรา ซึ่งมีความสว่างไม่เกินขนาด 17 วัตถุดังกล่าวสามารถเข้าถึงได้เพื่อการสังเกตในกล้องโทรทรรศน์กึ่งมืออาชีพ

ภายในประมาณหนึ่งชั่วโมงหลังจากนั้น หอดูดาวอีกสี่แห่งก็พบแหล่งกำเนิด โดยเป็นอิสระจากสโวป ซึ่งรวมถึงกล้องโทรทรรศน์อาร์เจนตินาของเครือข่าย MASTER ด้วย หลังจากนั้น การรณรงค์สังเกตการณ์ขนาดใหญ่ได้เริ่มขึ้น โดยมีกล้องโทรทรรศน์ของหอดูดาวยุโรปตอนใต้ ฮับเบิล จันทรา กล้องโทรทรรศน์วิทยุ VLA และเครื่องมืออื่น ๆ อีกมากมาย รวมแล้วนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 70 กลุ่มได้สังเกตการณ์การพัฒนาของ เหตุการณ์ต่างๆ หลังจากผ่านไปเก้าวัน นักดาราศาสตร์ก็สามารถได้รับภาพในช่วงรังสีเอกซ์ และหลังจากผ่านไป 16 วัน - ในช่วงความถี่วิทยุ น่าเสียดายที่หลังจากนั้นไม่นาน ดวงอาทิตย์ก็เข้าใกล้กาแล็กซี และในเดือนกันยายน การสังเกตการณ์ก็เป็นไปไม่ได้

เหตุระเบิดเกิดจากอะไร?

รูปแบบการระเบิดที่มีลักษณะเฉพาะดังกล่าวในช่วงแม่เหล็กไฟฟ้าหลายช่วงได้รับการทำนายและอธิบายไว้เมื่อนานมาแล้ว มันสอดคล้องกับการชนกันของดาวนิวตรอนสองดวงซึ่งเป็นวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษซึ่งประกอบด้วยสสารนิวตรอน

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ มวลของดาวนิวตรอนอยู่ที่ 1.1 และ 1.6 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ (มวลรวมถูกกำหนดค่อนข้างแม่นยำ - ประมาณ 2.7 มวลดวงอาทิตย์) คลื่นความโน้มถ่วงลูกแรกเกิดขึ้นเมื่อระยะห่างระหว่างวัตถุคือ 300 กิโลเมตร

สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดคือระยะทางจากระบบนี้ถึงโลกเพียงเล็กน้อย - ประมาณ 130 ล้านปีแสง สำหรับการเปรียบเทียบ สิ่งนี้อยู่ห่างจากโลกถึงเนบิวลาแอนโดรเมดาเพียง 50 เท่า และเกือบจะเป็นลำดับความสำคัญน้อยกว่าระยะห่างจากดาวเคราะห์ของเราไปยังหลุมดำซึ่ง LIGO และ Virgo บันทึกการชนกันก่อนหน้านี้ นอกจากนี้ การชนกันยังกลายเป็นแหล่งที่มาที่ใกล้ที่สุดของการระเบิดรังสีแกมมาสั้นๆ สู่โลก

ดาวนิวตรอนไบนารี่เป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ปี 1974 หนึ่งในระบบดังกล่าวถูกค้นพบโดยรัสเซลล์ ฮัลส์ และโจเซฟ เทย์เลอร์ ผู้ได้รับรางวัลโนเบล อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ ดาวนิวตรอนคู่ที่รู้จักทั้งหมดอยู่ในกาแล็กซีของเรา และวงโคจรของพวกมันมีความเสถียรเพียงพอที่จะไม่ชนกันในอีกล้านปีข้างหน้า ดาวคู่ใหม่เข้ามาใกล้มากจนเกิดปฏิสัมพันธ์และเริ่มกระบวนการถ่ายโอนสสาร

การชนกันของดาวนิวตรอนสองดวง นาซ่าแอนิเมชั่น

เหตุการณ์นี้เรียกว่ากิโลโนวา จริงๆ แล้ว นี่หมายความว่าความสว่างของแสงแฟลร์มีพลังมากกว่าแสงแฟลร์โนวาทั่วไปประมาณพันเท่า ซึ่งเป็นระบบดาวคู่ที่ดาวคู่ขนาดเล็กดึงสสารเข้ามาหาตัวมันเอง

ทั้งหมดนี้หมายความว่าอย่างไร?

ข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมมาช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เรียกเหตุการณ์นี้ว่าเป็นรากฐานสำคัญของดาราศาสตร์คลื่นความโน้มถ่วงในอนาคตได้ จากผลการประมวลผลข้อมูลในช่วงสองเดือน มีบทความประมาณ 30 บทความที่เขียนในวารสารสำคัญๆ คิดเป็น 7 นิ้ว ธรรมชาติและ ศาสตร์ตลอดจนการทำงานใน จดหมายวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์และสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ หนึ่งในเอกสารเหล่านี้ร่วมเขียนโดยนักดาราศาสตร์ 4,600 คนจากความร่วมมือต่างๆ - มากกว่าหนึ่งในสามของนักดาราศาสตร์ทั้งหมดในโลก

นี่เป็นคำถามสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์สามารถตอบได้อย่างแท้จริงเป็นครั้งแรก

อะไรทำให้เกิดการระเบิดรังสีแกมมาสั้นๆ

การระเบิดของรังสีแกมมาถือเป็นเหตุการณ์ที่มีพลังงานสูงที่สุดในจักรวาล พลังของการระเบิดครั้งเดียวนั้นเพียงพอที่จะปล่อยพลังงานออกสู่อวกาศโดยรอบได้ในเวลาไม่กี่วินาทีเหมือนกับที่ดวงอาทิตย์สร้างขึ้นใน 10 ล้านปี มีการระเบิดรังสีแกมมาแบบสั้นและแบบยาว นอกจากนี้เชื่อกันว่าสิ่งเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์ที่มีกลไกแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น การล่มสลายของดาวฤกษ์มวลมากถือเป็นสาเหตุของการระเบิดระยะยาว

เชื่อกันว่าแหล่งที่มาของการระเบิดรังสีแกมมาสั้นๆ เกิดจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอน อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังไม่มีหลักฐานโดยตรงเกี่ยวกับเรื่องนี้ การสังเกตการณ์ใหม่ถือเป็นหลักฐานที่ชัดเจนที่สุดจนถึงปัจจุบันถึงการมีอยู่ของกลไกนี้

ทองคำและธาตุหนักอื่นๆ มาจากไหนในจักรวาล?

การสังเคราะห์นิวเคลียส - การรวมตัวของนิวเคลียสในดวงดาว - ทำให้สามารถรับองค์ประกอบทางเคมีได้หลากหลาย สำหรับนิวเคลียสเบา ปฏิกิริยาฟิวชันจะดำเนินการพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานและโดยทั่วไปจะมีผลดีต่อพลังงาน สำหรับธาตุที่มีมวลใกล้เคียงกับมวลเหล็ก พลังงานที่ได้รับจะไม่มากอีกต่อไป ด้วยเหตุนี้ จึงแทบไม่มีธาตุใดที่หนักกว่าเหล็กจึงก่อตัวขึ้นในดาวฤกษ์ ยกเว้นการระเบิดของซูเปอร์โนวา แต่สิ่งเหล่านี้ไม่เพียงพอที่จะอธิบายความชุกของทองคำ แลนทาไนด์ ยูเรเนียม และธาตุหนักอื่น ๆ ในจักรวาลได้อย่างสมบูรณ์

ในปี 1989 นักฟิสิกส์แนะนำว่าการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ในการรวมดาวนิวตรอนอาจเป็นสาเหตุ คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ในบล็อกของ Marat Musin นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ จนถึงขณะนี้กระบวนการนี้เป็นที่รู้จักในทางทฤษฎีเท่านั้น

การศึกษาสเปกตรัมของเหตุการณ์ใหม่แสดงให้เห็นร่องรอยการกำเนิดของธาตุหนักอย่างชัดเจน ด้วยสเปกโตรมิเตอร์ของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) และฮับเบิล นักดาราศาสตร์จึงค้นพบการมีอยู่ของซีเซียม เทลลูเรียม ทองคำ และแพลทินัม นอกจากนี้ยังมีหลักฐานการก่อตัวของซีนอน ไอโอดีน และพลวง นักฟิสิกส์ประเมินว่าการชนดังกล่าวทำให้มวลรวมของธาตุเบาและธาตุหนักพุ่งออกมาซึ่งเทียบเท่ากับมวล 40 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี ตามแบบจำลองทางทฤษฎี ทองคำเพียงอย่างเดียวสามารถผลิตมวลได้มากกว่าดวงจันทร์ประมาณ 10 เท่า

ค่าคงที่ฮับเบิลคืออะไร?

อัตราการขยายตัวของเอกภพสามารถประมาณได้จากการทดลองโดยใช้ "เทียนมาตรฐาน" พิเศษ วัตถุเหล่านี้เป็นวัตถุที่ทราบความสว่างสัมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ความสัมพันธ์ระหว่างความสว่างสัมบูรณ์และความสว่างปรากฏเพื่ออนุมานได้ว่าวัตถุเหล่านั้นอยู่ห่างจากวัตถุแค่ไหน อัตราการขยายตัวที่ระยะห่างที่กำหนดจากผู้สังเกตถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงของดอปเปลอร์ เช่น เส้นไฮโดรเจน ตัวอย่างเช่นบทบาทของ "เทียนมาตรฐาน" มีการเล่นตามซูเปอร์โนวาประเภท Ia ("การระเบิด" ของดาวแคระขาว) - อย่างไรก็ตามมันอยู่ในตัวอย่างของพวกเขาที่พิสูจน์การขยายตัวของจักรวาลแล้ว

สังเกตการณ์การรวมตัวกันของดาวนิวตรอน 2 ดวงจากกล้องโทรทรรศน์ที่หอดูดาวพารานัล (ชิลี) หอดูดาวยุโรปตอนใต้ (ESO)

ค่าคงที่ฮับเบิลระบุการพึ่งพาเชิงเส้นของอัตราการขยายตัวของจักรวาลที่ระยะห่างที่กำหนด การกำหนดค่าอย่างเป็นอิสระแต่ละครั้งช่วยให้เราสามารถตรวจสอบความถูกต้องของจักรวาลวิทยาที่ยอมรับได้

แหล่งกำเนิดของคลื่นความโน้มถ่วงก็เป็น "เทียนมาตรฐาน" เช่นกัน (หรือที่เรียกในบทความว่า "ไซเรน") โดยธรรมชาติของคลื่นความโน้มถ่วงที่พวกมันสร้างขึ้น เราสามารถกำหนดระยะห่างจากพวกมันได้อย่างอิสระ นี่คือสิ่งที่นักดาราศาสตร์ใช้ประโยชน์จากผลงานใหม่ชิ้นหนึ่ง ผลลัพธ์นี้ใกล้เคียงกับการตรวจวัดอิสระอื่นๆ โดยอาศัยการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังคอสมิกและการสังเกตวัตถุที่มีเลนส์โน้มถ่วง ค่าคงที่อยู่ที่ประมาณ 62–82 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก ซึ่งหมายความว่ากาแลคซีสองแห่งที่แยกจากกันด้วย 3.2 ล้านปีแสงจะเคลื่อนที่ออกไปโดยเฉลี่ยด้วยความเร็ว 70 กิโลเมตรต่อวินาที การควบรวมดาวนิวตรอนใหม่จะช่วยปรับปรุงความแม่นยำของการประมาณค่านี้

แรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไร?

ทฤษฎีสัมพัทธภาพซึ่งเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปในปัจจุบันทำนายพฤติกรรมของคลื่นความโน้มถ่วงได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมยังไม่ได้รับการพัฒนา มีสมมติฐานหลายประการเกี่ยวกับวิธีการจัดโครงสร้าง - นี่เป็นการออกแบบทางทฤษฎีที่มีพารามิเตอร์ที่ไม่รู้จักจำนวนมาก การสังเกตรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นความโน้มถ่วงไปพร้อมๆ กันจะทำให้สามารถระบุและจำกัดขอบเขตของพารามิเตอร์เหล่านี้ให้ชัดเจนขึ้นได้ พร้อมทั้งละทิ้งสมมติฐานบางประการไป

ตัวอย่างเช่น ความจริงที่ว่าคลื่นความโน้มถ่วงมาถึง 1.7 วินาทีก่อนที่รังสีแกมมาจะยืนยันว่าพวกมันเดินทางด้วยความเร็วแสงจริงๆ นอกจากนี้ การหน่วงเวลายังสามารถใช้เพื่อทดสอบหลักการสมมูลที่เป็นรากฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้

ดาวนิวตรอนทำงานอย่างไร?

เรารู้โครงสร้างของดาวนิวตรอนในแง่ทั่วไปเท่านั้น พวกมันมีเปลือกของธาตุหนักและแกนนิวตรอน - แต่ตัวอย่างเช่น เรายังไม่ทราบสมการสถานะของสสารนิวตรอนในแกนกลาง และขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ เช่น คำตอบสำหรับคำถามง่ายๆ เช่น เกิดอะไรขึ้นกันแน่ระหว่างการชนที่นักดาราศาสตร์สังเกตเห็น?

การแสดงภาพคลื่นความโน้มถ่วงจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวง

เช่นเดียวกับดาวแคระขาว ดาวนิวตรอนมีแนวคิดเรื่องมวลวิกฤต ซึ่งเกินกว่าที่จะเกิดการยุบตัวได้ ขึ้นอยู่กับว่ามวลของวัตถุใหม่เกินมวลวิกฤติหรือไม่ มีหลายสถานการณ์สำหรับการพัฒนาเหตุการณ์ต่อไป หากมวลรวมมีขนาดใหญ่เกินไป วัตถุก็จะยุบตัวเป็นหลุมดำทันที ถ้ามวลน้อยกว่าเล็กน้อย ดาวนิวตรอนที่หมุนเร็วอย่างไม่สมดุลก็อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งในที่สุดก็จะพังทลายลงเป็นหลุมดำเช่นกัน อีกทางเลือกหนึ่งคือการก่อตัวของแมกนีตาร์ ซึ่งเป็นรูนิวตรอนที่หมุนเร็วและมีสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ เห็นได้ชัดว่าแมกนีทาร์ไม่ได้ก่อตัวขึ้นในการชนกัน แต่ตรวจไม่พบรังสีเอกซ์ชนิดแข็งที่มาด้วย

ตามที่ Vladimir Lipunov หัวหน้าเครือข่าย MASTER ข้อมูลที่มีอยู่ในปัจจุบันไม่เพียงพอที่จะค้นหาว่าอะไรเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการควบรวมกิจการ อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์มีทฤษฎีจำนวนหนึ่งอยู่แล้วซึ่งจะมีการเผยแพร่ในอีกไม่กี่วันข้างหน้า อาจเป็นไปได้ที่จะระบุมวลวิกฤติที่ต้องการจากการควบรวมดาวนิวตรอนในอนาคต

วลาดิเมียร์ โคโรเลฟ, ยังไม่มี+1

ผลการสังเกตการณ์อาจเผยให้เห็นความลึกลับของโครงสร้างของดาวนิวตรอนและการก่อตัวของธาตุหนักในจักรวาลในอนาคต

การแสดงภาพคลื่นความโน้มถ่วงของศิลปินที่เกิดจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวง

ภาพ: R. Hurt/Caltech-JPL

มอสโก 16 ตุลาคม. เว็บไซต์ - เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่นักวิทยาศาสตร์สามารถบันทึกคลื่นความโน้มถ่วงจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวง ซึ่งเป็นวัตถุหนาแน่นยิ่งยวดซึ่งมีมวลขนาดดวงอาทิตย์ของเราและขนาดของมอสโก รายงานเว็บไซต์ N+1

การระเบิดของรังสีแกมมาและการระเบิดกิโลโนวาในเวลาต่อมาถูกสังเกตการณ์โดยหอสังเกตการณ์ภาคพื้นดินและในอวกาศประมาณ 70 แห่ง พวกเขาสามารถเห็นกระบวนการสังเคราะห์ธาตุหนักที่นักทฤษฎีทำนายไว้ รวมถึงทองคำและแพลทินัม และยืนยันความถูกต้องของสมมติฐานเกี่ยวกับ ธรรมชาติของการระเบิดรังสีแกมมาสั้นลึกลับ สำนักข่าวรายงานความร่วมมือ LIGO/Virgo หอดูดาวยุโรปตอนใต้ และหอดูดาว Los Cumbres ผลการสำรวจอาจให้ความกระจ่างเกี่ยวกับความลึกลับของโครงสร้างของดาวนิวตรอนและการก่อตัวของธาตุหนักในจักรวาล

คลื่นความโน้มถ่วงคือคลื่นการสั่นสะเทือนในเรขาคณิตของอวกาศ-เวลา ซึ่งการมีอยู่ของคลื่นนั้นถูกทำนายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป การทำงานร่วมกันของ LIGO รายงานการค้นพบที่เชื่อถือได้ครั้งแรกในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559 ซึ่งเป็น 100 ปีหลังจากการคาดการณ์ของไอน์สไตน์

ตามรายงานในเช้าวันที่ 17 สิงหาคม 2560 (เวลา 08.41 น. ตามเวลาชายฝั่งตะวันออก เมื่อเวลา 15.41 น. ในกรุงมอสโก) ระบบอัตโนมัติบนเครื่องตรวจจับหนึ่งในสองเครื่องที่หอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วง LIGO ตรวจพบการมาถึงของ คลื่นความโน้มถ่วงจากอวกาศ สัญญาณดังกล่าวถูกกำหนดให้เป็น GW170817 ซึ่งเป็นครั้งที่ห้าที่ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงนับตั้งแต่ตรวจพบครั้งแรกในปี 2558 เพียงสามวันก่อนหน้านี้ หอดูดาว LIGO “ได้ยิน” คลื่นความโน้มถ่วงเป็นครั้งแรกร่วมกับโครงการ European Virgo

อย่างไรก็ตาม คราวนี้ เพียงสองวินาทีหลังจากเหตุการณ์แรงโน้มถ่วง กล้องโทรทรรศน์อวกาศแฟร์มีได้บันทึกรังสีแกมมาแวบหนึ่งบนท้องฟ้าทางใต้ เกือบจะในเวลาเดียวกัน INTEGRAL ของหอดูดาวอวกาศยุโรป-รัสเซียก็มองเห็นแสงแฟลช

ระบบวิเคราะห์ข้อมูลอัตโนมัติของ LIGO สรุปว่าความบังเอิญของเหตุการณ์ทั้งสองนี้ไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่ง ในระหว่างการค้นหาข้อมูลเพิ่มเติม พบว่ามีผู้พบเห็นคลื่นความโน้มถ่วงด้วยเครื่องตรวจจับ LIGO ตัวที่สอง เช่นเดียวกับหอสังเกตการณ์แรงโน้มถ่วงของราศีกันย์แห่งยุโรป นักดาราศาสตร์ทั่วโลกต่างตื่นตัว หอดูดาวหลายแห่ง รวมถึงหอดูดาวยุโรปตอนใต้และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เริ่มค้นหาแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงและการระเบิดของรังสีแกมมา

งานไม่ใช่เรื่องง่าย - ข้อมูลที่รวมกันจาก LIGO/Virgo, Fermi และ INTEGRAL ทำให้สามารถร่างพื้นที่ 35 ตารางองศาได้ - นี่คือพื้นที่โดยประมาณของดิสก์ดวงจันทร์หลายร้อยดวง เพียง 11 ชั่วโมงต่อมา กล้องโทรทรรศน์ Swope ขนาดเล็กที่มีกระจกยาวเมตรซึ่งตั้งอยู่ในประเทศชิลีได้ถ่ายภาพแรกของแหล่งกำเนิดที่ถูกกล่าวหา ซึ่งดูเหมือนดาวฤกษ์ที่สว่างมากถัดจากกาแลคซีทรงรี NGC 4993 ในกลุ่มดาวไฮดรา ในอีกห้าวันข้างหน้า ความสว่างของแหล่งกำเนิดลดลง 20 เท่า และสีก็ค่อยๆ เปลี่ยนจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง ตลอดเวลานี้ กล้องโทรทรรศน์จำนวนมากสังเกตการณ์วัตถุนี้ในช่วงตั้งแต่รังสีเอกซ์จนถึงอินฟราเรด จนกระทั่งในเดือนกันยายน กาแล็กซีอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากเกินไปและไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับการสังเกตการณ์

นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าแหล่งกำเนิดแสงแฟลร์อยู่ในกาแลคซี NGC 4993 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 130 ล้านปีแสง สิ่งนี้อยู่ใกล้อย่างไม่น่าเชื่อ จนถึงขณะนี้ คลื่นความโน้มถ่วงเข้ามาหาเราจากระยะห่างหลายพันล้านปีแสง ด้วยความใกล้ชิดนี้ เราจึงสามารถได้ยินพวกเขาได้ แหล่งกำเนิดของคลื่นคือการรวมตัวกันของวัตถุสองชิ้นที่มีมวลอยู่ในช่วง 1.1 ถึง 1.6 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งอาจเป็นได้เพียงดาวนิวตรอนเท่านั้น

การระบุแหล่งที่มาของคลื่นความโน้มถ่วงในกาแลคซี NGC 4993

การระเบิดนั้น "ดังขึ้น" เป็นเวลานานมาก - ประมาณ 100 วินาทีโดยการระเบิดนั้นกินเวลาเสี้ยววินาที ดาวนิวตรอนคู่หนึ่งหมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วม ค่อยๆ สูญเสียพลังงานในรูปของคลื่นความโน้มถ่วงและเข้าใกล้กันมากขึ้น เมื่อระยะห่างระหว่างคลื่นทั้งสองลดลงเหลือ 300 กม. คลื่นความโน้มถ่วงก็มีพลังมากพอที่จะตกลงไปในบริเวณความไวของเครื่องตรวจจับแรงโน้มถ่วง LIGO/Virgo ดาวนิวตรอนสามารถหมุนรอบกันและกันได้ครบ 1.5 พันรอบ เมื่อดาวนิวตรอนสองดวงรวมกันเป็นวัตถุอัดแน่นเดียวกัน (ดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ) จะเกิดการปะทุของรังสีแกมมาอันทรงพลัง

นักดาราศาสตร์เรียกการระเบิดของรังสีแกมมาสั้นๆ ว่ากล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาตรวจจับพวกมันประมาณสัปดาห์ละครั้ง รายงานการระเบิดรังสีแกมมาสั้นๆ จากการควบรวมดาวนิวตรอนกินเวลานาน 1.7 วินาที

ถ้าธรรมชาติของการระเบิดรังสีแกมมายาวมีความชัดเจนมากขึ้น (แหล่งที่มาของพวกมันคือการระเบิดซูเปอร์โนวา) ก็ไม่มีความเห็นตรงกันเกี่ยวกับแหล่งที่มาของการระเบิดระยะสั้น มีสมมติฐานว่าพวกมันเกิดจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอน

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถยืนยันสมมติฐานนี้ได้เป็นครั้งแรก เนื่องจากคลื่นความโน้มถ่วงทำให้เราทราบมวลของส่วนประกอบที่รวมกัน ซึ่งพิสูจน์ว่าสิ่งเหล่านี้คือดาวนิวตรอน

มานานหลายทศวรรษแล้วที่เราสงสัยว่าการระเบิดรังสีแกมมาสั้นๆ จะทำให้เกิดการรวมตัวของดาวนิวตรอน ตอนนี้ ต้องขอบคุณข้อมูลจาก LIGO และ Virgo เกี่ยวกับเหตุการณ์นี้ เรามีคำตอบแล้ว คลื่นความโน้มถ่วงบอกเราว่าวัตถุที่รวมตัวกันนั้นมีมวลที่สอดคล้องกับนิวตรอน ดาวฤกษ์และการระเบิดของรังสีแกมมาบอกว่า "วัตถุเหล่านี้ไม่น่าจะเป็นหลุมดำ เนื่องจากการชนกันของหลุมดำไม่ควรก่อให้เกิดรังสี" จูลี แมคเอเนอรี นักวิทยาศาสตร์โครงการแฟร์มี จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซา กล่าว

แหล่งที่มาของทองคำและแพลทินัม

นอกจากนี้นักดาราศาสตร์เป็นครั้งแรกที่ได้รับการยืนยันอย่างชัดเจนเกี่ยวกับการมีอยู่ของแสงแฟลร์กิโลโนวา (หรือ "มาครง") ซึ่งมีพลังมากกว่าแสงแฟลร์โนวาธรรมดาประมาณ 1,000 เท่า นักทฤษฎีคาดการณ์ว่ากิโลโนวาอาจเกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนหรือดาวนิวตรอนและหลุมดำ

สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดกระบวนการสังเคราะห์ธาตุหนักโดยอาศัยการจับนิวตรอนด้วยนิวเคลียส (กระบวนการ r) ซึ่งส่งผลให้ธาตุหนักจำนวนมาก เช่น ทองคำ แพลทินัม หรือยูเรเนียมปรากฏในจักรวาล

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าการระเบิดหนึ่งกิโลโนวาสามารถผลิตทองคำจำนวนมากได้มากถึงสิบเท่าของมวลดวงจันทร์ จนถึงขณะนี้มีเพียงครั้งเดียวเท่านั้นที่มีเหตุการณ์ที่อาจเกิดการระเบิดเป็นกิโลโนวา

ตอนนี้ เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตไม่เพียงแต่การกำเนิดของกิโลโนวาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลงานของ "งาน" ของมันด้วย สเปกตรัมที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลและ VLT (กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก) แสดงให้เห็นว่ามีซีเซียม เทลลูเรียม ทองคำ แพลตตินัม และธาตุหนักอื่นๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการรวมตัวกันของดาวนิวตรอน

11 ชั่วโมงหลังจากการชน อุณหภูมิของกิโลโนวาอยู่ที่ 8,000 องศา และความเร็วการขยายตัวของมันสูงถึงประมาณ 100,000 กิโลเมตรต่อวินาที N+1 ตั้งข้อสังเกต โดยอ้างอิงข้อมูลจากสถาบันดาราศาสตร์สเติร์นเบิร์ก (SAI)

ESO กล่าวว่าการสังเกตการณ์นี้เกือบจะสมบูรณ์แบบกับการทำนายว่าดาวนิวตรอนทั้งสองจะมีพฤติกรรมอย่างไรในระหว่างการควบรวมกิจการ

จนถึงตอนนี้ ข้อมูลที่เราได้รับนั้นสอดคล้องกับทฤษฎีเป็นอย่างดี นี่เป็นชัยชนะสำหรับนักทฤษฎี การยืนยันความเป็นจริงสัมบูรณ์ของเหตุการณ์ที่บันทึกโดยหอสังเกตการณ์ LIGO และ VIrgo และความสำเร็จอันน่าทึ่งของ ESO ซึ่งสามารถ เพื่อจะได้การสังเกตการณ์หนึ่งกิโลโนวาเช่นนี้" Stefano Covino ผู้เขียนบทความหนึ่งในวารสาร Nature Astronomy กล่าว

นี่คือวิธีที่นักดาราศาสตร์มองเห็นการชนกันของดาวนิวตรอน

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่มีคำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่เหลืออยู่หลังจากการรวมตัวของดาวนิวตรอน - มันอาจเป็นหลุมดำหรือดาวนิวตรอนใหม่ก็ได้ นอกจากนี้ยังไม่ชัดเจนนักว่าทำไมการระเบิดของรังสีแกมมาจึงกลายเป็น ค่อนข้างอ่อนแอ

นับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ที่นักดาราศาสตร์ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวง เหตุการณ์ในกาแลคซี NGC 4993 ได้รับการ “สัมผัส” เมื่อวันที่ 17 สิงหาคมโดยหอสังเกตการณ์แรงโน้มถ่วง LIGO/Virgo หลังจากนั้น เครื่องมือทางดาราศาสตร์อื่นๆ ก็เข้าร่วมในการสังเกตการณ์ด้วย เป็นผลให้มีหอดูดาว 70 แห่งสังเกตการณ์เหตุการณ์ และตามข้อมูลเชิงสังเกต วันนี้มีการตีพิมพ์บทความทางวิทยาศาสตร์อย่างน้อย 20 (!) บทความ

ข่าวลือที่ว่าเครื่องตรวจจับ LIGO/Virgo ได้ลงทะเบียนเหตุการณ์ใหม่แล้ว และนี่ไม่ใช่การควบรวมกิจการหลุมดำอีกครั้ง เริ่มแพร่กระจายไปทั่วโซเชียลเน็ตเวิร์กเมื่อวันที่ 18 สิงหาคม คาดว่าจะมีการแถลงเกี่ยวกับเรื่องนี้ในปลายเดือนกันยายน แต่จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็จำกัดตัวเองอยู่เฉพาะเหตุการณ์คลื่นความโน้มถ่วงครั้งต่อไปที่เกี่ยวข้องกับหลุมดำสองแห่งเท่านั้น ซึ่งเกิดขึ้นห่างจากโลก 1.8 พันล้านปีแสง และเป็นครั้งแรกที่ไม่เพียงแต่เครื่องตรวจจับของอเมริกาเท่านั้นที่เข้าร่วม การสังเกตการณ์เมื่อวันที่ 14 สิงหาคม แต่ยังรวมถึงราศีกันย์ชาวยุโรปซึ่ง "เข้าร่วม" ในการตามล่าความผันผวนของกาล-อวกาศเมื่อสองสัปดาห์ก่อน

ลิโก้ใหม่ แหล่งที่มีคู่แสง ระเบิดถุงเท้าของคุณออก!

เจ เครก วีลเลอร์ (@ast309) 18 สิงหาคม 2017

หลังจากนั้น การทำงานร่วมกันนี้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ที่สมควรได้รับ สำหรับการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงและการยืนยันความถูกต้องของไอน์สไตน์ในการทำนายการดำรงอยู่ของพวกมัน และตอนนี้ได้แจ้งให้โลกรู้เกี่ยวกับการค้นพบที่บันทึกไว้สำหรับ "ขนมหวาน"

เกิดอะไรขึ้นกันแน่?

ดาวนิวตรอนเป็นวัตถุที่มีขนาดเล็กมากและหนาแน่นมากซึ่งมักเกิดจากการระเบิดของซูเปอร์โนวา เส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปของดาวฤกษ์ดังกล่าวอยู่ที่ 10-20 กม. และมวลเทียบได้กับมวลของดวงอาทิตย์ (ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 100,000,000 เท่า) ดังนั้นความหนาแน่นของสสารของดาวนิวตรอนจึงสูงกว่าความหนาแน่นของดาวนิวตรอนหลายเท่า นิวเคลียสของอะตอม ในขณะนี้ เรารู้จักวัตถุดังกล่าวหลายพันชิ้น แต่มีระบบไบนารี่เพียงระบบเดียวครึ่งถึงสองโหลเท่านั้น

กิโลโนวา (คล้ายกับ "ซูเปอร์โนวา") ซึ่งเป็นแรงโน้มถ่วงที่บันทึกโดย LIGO/Virgo เมื่อวันที่ 17 สิงหาคม ตั้งอยู่ในกลุ่มดาวไฮดร้าที่ระยะห่าง 130 ล้านปีแสงจากโลก เกิดจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวงที่มีมวลตั้งแต่ 1.1 ถึง 1.6 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ข้อบ่งชี้ว่าเหตุการณ์นี้อยู่ใกล้เราเพียงใดก็คือ แม้ว่าสัญญาณจากการรวมหลุมดำไบนารี่โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงความไวของเครื่องตรวจจับ LIGO เป็นเวลาเสี้ยววินาที แต่สัญญาณที่บันทึกเมื่อวันที่ 17 สิงหาคมกินเวลาประมาณ 100 วินาที

“นี่ไม่ใช่กิโลโนวาแรกที่ลงทะเบียน” นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ เซอร์เก โปปอฟ นักวิจัยชั้นนำของสถาบันดาราศาสตร์แห่งรัฐ กล่าว พีซี สเติร์นเบิร์ก - แต่ไม่สามารถระบุได้แม้แต่บนนิ้วมือข้างเดียว แต่เกือบจะอยู่ที่หู มีหนึ่งหรือสองคนจริงๆ”

เกือบจะในเวลาเดียวกัน ประมาณสองวินาทีหลังจากคลื่นความโน้มถ่วง กล้องโทรทรรศน์อวกาศแฟร์มี แกมมา-เรย์ ของ NASA และห้องปฏิบัติการดาราศาสตร์ฟิสิกส์รังสีแกมมา INTERnational/INTEGRAL ตรวจพบการระเบิดของรังสีแกมมา ในวันต่อมา นักวิทยาศาสตร์ได้บันทึกรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงอื่นๆ รวมทั้งรังสีเอกซ์ อัลตราไวโอเลต แสง อินฟราเรด และคลื่นวิทยุ

หลังจากได้รับพิกัดแล้ว หอดูดาวหลายแห่งก็สามารถเริ่มค้นหาได้ภายในไม่กี่ชั่วโมงในบริเวณท้องฟ้าที่เหตุการณ์คาดว่าจะเกิดขึ้น จุดสว่างใหม่ซึ่งมีลักษณะคล้ายโนวาถูกตรวจพบด้วยกล้องโทรทรรศน์แบบแสง และในที่สุดหอดูดาวประมาณ 70 แห่งก็สังเกตเห็นเหตุการณ์นี้ในช่วงความยาวคลื่นต่างๆ

“เป็นครั้งแรก ตรงกันข้ามกับการควบรวมหลุมดำ “โดดเดี่ยว” เหตุการณ์ “บริษัท” ไม่เพียงแต่ถูกบันทึกโดยเครื่องตรวจจับแรงโน้มถ่วงเท่านั้น แต่ยังบันทึกโดยกล้องโทรทรรศน์แบบแสงและนิวทริโนด้วย นี่เป็นการเต้นรำสังเกตการณ์รอบครั้งแรกในรอบเหตุการณ์เดียว” ศาสตราจารย์คณะฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก Sergei Vyatchanin ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียที่เข้าร่วมในการสังเกตปรากฏการณ์ภายใต้การนำของศาสตราจารย์ กล่าว ของคณะฟิสิกส์มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก Valery Mitrofanov

ในขณะที่เกิดการชนกัน ส่วนหลักของดาวนิวตรอนทั้งสองดวงรวมกันเป็นวัตถุหนาแน่นพิเศษวัตถุเดียวที่เปล่งรังสีแกมมาออกมา การตรวจวัดรังสีแกมมาครั้งแรก รวมกับการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง เป็นการยืนยันการทำนายทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ กล่าวคือ คลื่นความโน้มถ่วงเดินทางด้วยความเร็วแสง

“ในกรณีก่อนหน้านี้ทั้งหมด แหล่งกำเนิดของคลื่นความโน้มถ่วงกำลังรวมหลุมดำเข้าด้วยกัน ในทางตรงข้าม หลุมดำเป็นวัตถุที่เรียบง่ายมาก ประกอบด้วยพื้นที่โค้งทั้งหมด ดังนั้นจึงอธิบายได้อย่างสมบูรณ์โดยกฎสัมพัทธภาพทั่วไปที่รู้จักกันดี ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างของดาวนิวตรอนและโดยเฉพาะสมการสถานะของสสารนิวตรอนยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ดังนั้นการศึกษาสัญญาณจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนจะทำให้เราได้รับข้อมูลใหม่จำนวนมหาศาลเกี่ยวกับคุณสมบัติของสสารหนาแน่นยิ่งยวดในสภาวะที่รุนแรง” Farit Khalili ศาสตราจารย์คณะฟิสิกส์จาก Moscow State University กล่าว ส่วนหนึ่งของกลุ่ม Mitrofanov

การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างไร?

ประการแรก การสังเกตการรวมตัวของดาวนิวตรอนเป็นอีกหนึ่งการแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงพลังของการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่บุกเบิกโดยเครื่องตรวจจับ LIGO และราศีกันย์

“นี่คือการกำเนิดของวิทยาศาสตร์ใหม่! วันนี้เป็นวันเช่นนี้” วลาดิมีร์ ลิปูนอฟ หัวหน้าห้องปฏิบัติการตรวจสอบอวกาศของสถาบันการบินแห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก และหัวหน้าโครงการ MASTER กล่าวกับ Cherdak - จะเรียกว่าดาราศาสตร์โน้มถ่วง นี่คือช่วงเวลาที่วิธีทางดาราศาสตร์อายุนับพันปีซึ่งนักดาราศาสตร์หลายพันคนใช้มานานหลายพันปีได้พัฒนาขึ้น จะมีประโยชน์สำหรับหัวข้อเรื่องคลื่นความโน้มถ่วง จนถึงทุกวันนี้ ทั้งหมดนี้เป็นฟิสิกส์ล้วนๆ นั่นคือแม้แต่จินตนาการจากมุมมองของสาธารณชน แต่ตอนนี้มันเป็นความจริงแล้ว ความจริงใหม่”

“หนึ่งปีครึ่งที่แล้ว เมื่อมีการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วง วิธีใหม่ในการศึกษาจักรวาล ศึกษาธรรมชาติของจักรวาลก็ถูกค้นพบ และวิธีการใหม่นี้ได้แสดงให้เห็นความสามารถในการให้ข้อมูลที่สำคัญและลึกซึ้งเกี่ยวกับปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในจักรวาลแก่เราในเวลาเพียงหนึ่งปีครึ่ง เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่พวกเขาพยายามตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง และหนึ่งปีครึ่งที่แล้วพวกเขาก็ถูกตรวจพบ และได้รับรางวัลโนเบล และตอนนี้ผ่านไปหนึ่งปีครึ่งแล้ว และมันแสดงให้เห็นจริงๆ ว่า ยกเว้นธงที่ทุกคนชูขึ้น - ใช่แล้ว ไอน์สไตน์พูดถูก! “ตอนนี้มันใช้งานได้จริง เพียงในช่วงเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์โน้มถ่วงเท่านั้น จึงปรากฏว่ามีประสิทธิภาพมากสำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ต่างๆ ในจักรวาล” ยูริ โควาเลฟ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ หัวหน้าห้องปฏิบัติการวิจัยพื้นฐานและประยุกต์เกี่ยวกับวัตถุสัมพัทธภาพของ จักรวาลที่ MIPT หัวหน้าห้องปฏิบัติการบอกกับ Lebedev Physical Institute ผู้สื่อข่าว Attic หัวหน้าโครงการวิทยาศาสตร์ของโครงการ Radioastron

นอกจากนี้ ในระหว่างการสังเกตการณ์ มีการรวบรวมข้อมูลใหม่จำนวนมหาศาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งบันทึกไว้ว่าในระหว่างการรวมตัวของดาวนิวตรอน จะเกิดองค์ประกอบหนัก เช่น ทองคำ แพลทินัม และยูเรเนียม นี่เป็นการยืนยันหนึ่งในทฤษฎีที่มีอยู่เกี่ยวกับการกำเนิดของธาตุหนักในจักรวาล การสร้างแบบจำลองก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการระเบิดซูเปอร์โนวาเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะสังเคราะห์ธาตุหนักในจักรวาลได้ และในปี 1999 นักวิทยาศาสตร์ชาวสวิสกลุ่มหนึ่งแนะนำว่าการควบรวมดาวนิวตรอนอาจเป็นแหล่งกำเนิดของธาตุหนักอีกแหล่งหนึ่งได้ แม้ว่ากิโลโนวาจะหายากกว่าซูเปอร์โนวามาก แต่ก็สามารถสร้างองค์ประกอบหนักส่วนใหญ่ได้

“ลองนึกภาพ คุณไม่เคยพบเงินบนถนน แต่ในที่สุดคุณก็พบมัน และนี่คือเงินหนึ่งพันดอลลาร์ในคราวเดียว” Sergei Popov กล่าว - ประการแรก นี่คือการยืนยันว่าคลื่นความโน้มถ่วงแพร่กระจายด้วยความเร็วแสง ยืนยันด้วยความแม่นยำ 10 -15 นี่เป็นสิ่งสำคัญมาก ประการที่สอง นี่เป็นการยืนยันทางเทคนิคจำนวนหนึ่งเกี่ยวกับบทบัญญัติจำนวนหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับฟิสิกส์พื้นฐานโดยทั่วไป ประการที่สาม ถ้าเรากลับไปสู่ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ นี่เป็นการยืนยันว่าการระเบิดรังสีแกมมาสั้นๆ เป็นการรวมตัวกันของดาวนิวตรอน ส่วนธาตุหนักแน่นอนว่าไม่ใช่ว่าจะไม่มีใครเชื่อเรื่องนี้มาก่อน แต่ไม่มีชุดข้อมูลที่สวยงามเช่นนี้”

และข้อมูลที่ซับซ้อนนี้ในวันแรกทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเผยแพร่ตามการคำนวณของ Attic อย่างน้อย 20 บทความ (แปดใน ศาสตร์ห้าใน ธรรมชาติสองใน จดหมายทบทวนทางกายภาพและห้าใน จดหมายวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์- ตามการประมาณการของนักข่าว ศาสตร์จำนวนผู้เขียนบทความที่บรรยายเหตุการณ์นี้โดยประมาณนั้นสอดคล้องกับหนึ่งในสามของนักดาราศาสตร์ที่กระตือรือร้นทั้งหมด คุณตั้งตารอที่จะมีความต่อเนื่องหรือไม่? เราทำ.