Гравитационные волны необычайно слабы. И это делает их чрезвычайно трудными для обнаружения. И даже Эйнштейн не знал, действительно ли они существуют. Спустя столетие, в 2016 году, исследователи успешно обнаружили первые прямые свидетельства существования гравитационных волн. Они использовали лазерную обсерваторию гравитационно-волновой интерферометрии (LIGO).

Что такое нейтронная звезда?

Нейтронные звезды, как и черные дыры, — это остатки звезд, погибших при катастрофических взрывах, известных как сверхновые. Когда звезда становится сверхновой, ее материал разрушается. И образуется плотное ядро. Если это ядро ​​достаточно массивно, оно образует черную дыру. Которая обладает настолько мощным гравитационным полем, что даже свет не может покинуть ее пределы. Менее массивное ядро ​​образует то, что мы называем нейтронная звезда. Она называется так потому, что ее гравитационное притяжение достаточно велико, чтобы слить протоны вместе с электронами для образования нейтронов.

Нейтронная звезда имеет обычно небольшие размеры. Стандартный диаметр подобного объекта около 10-20 километров. Но они настолько плотны, что масса, которую имеет нейтронная звезда, может быть примерно такой же, как у Солнца. Чайная ложка материала нейтронной звезды имеет массу около миллиарда тонн. Это делает нейтронные звезды самыми плотными, помимо черных дыр, объектами во Вселенной.

Открытие гравитационных волны от нейтронных звезд

17 августа приборы LIGO обнаружили признаки гравитационной волны, обладающий необычайным количеством энергии — «примерно в миллиард раз больше энергии светимости Млечного Пути», — сообщил Манси Касливал (Mansi Kasliwal) из Калифорнийского технологического института в Пасадене.

«Этой энергии было достаточно, чтобы затмить 100 миллиардов звезд в нашей галактике примерно в миллиард раз за те примерно 50 секунд, которые длилось событие», — сказал Касливал, один из многих ученых, принимавших участие в этом открытии.

«Этим событием, как мы считаем, стало впервые зарегистрированное слияние двух нейтронных звезд. Один из основных признаков того, что сигнал пришел именно из-за такого слияния, — это его продолжительность. Это самый длинный сигнал гравитационной волны, обнаруженный на сегодняшний день», — сказал Касливал.

Черная дыра гораздо плотнее, чем стандартная нейтронная звезда. Поэтому сигналы от их слияний относительно коротки. «Ранее обнаруженные слияния черных дыр продолжались секунду. Ну может быть, две секунды», — сказал Касливал в интервью. «Последнее событие продолжалось почти целую минуту».

«Есть еще один признак того, что этот сигнал возник из-за из слияния нейтронных звезд — это массы объектов, генерирующих эти гравитационные волны. Частота гравитационных волн зависит от массы объектов, которые их генерируют. Чем выше частота, тем меньше масса», —  сказал Касливал. «Сливающиеся объекты, которые генерировали этот сигнал, были по массе примерно в 1,3 и 1,5 раза больше Солнца соответственно. Что подтверждает, что в столкновении участвовала нейтронная звезда», — подчеркнул ученый. «Для сравнения — первое слияние черных дыр, обнаруженное LIGO, происходило с участием черных дыр. Каждая из которых примерно в 30 раз превосходила по массе наше Солнце», — сказал Касливал.

«Мощность зафиксированного сигнала была намного меньшей, чем та, что наблюдалась при слиянии черных дыр. Слияние нейтронных звезд превратило эквивалент примерно 0,025 массы Солнца в энергию. Это огромное количество», — сказал Касливал. «Тем не менее первое слияние черных дыр, обнаруженное LIGO, вызвало превращение в энергию трех солнечных масс. И это превосходило все, что мы когда-либо видели до сих пор», — сказал Касливал.