Neutronová fúze hvězd ze dne 17. srpna 2017

GW170817
Měření spolupráce LIGO-Panna signálu GW170817.
Měření spolupráce LIGO-Panna signálu GW170817.
Detekce
Datum zjištění 17. srpna 2017
Zveřejnění výsledků 16. října 2017
Zjištěno uživatelem Panna LIGO
Data
Zdroj koalescence dvou neutronových hvězd
Trvání signálu 100  s
Červený posun ( z ) 0,008+0,002
−0,003
Celková uvolněná energie ( E rad ) > 0,025  M c 2


Fúze dvou neutronových hvězd byla zjištěna na17. srpna 2017v galaxii NGC 4993 , a to jak ve formě gravitačních vln, tak ve formě světla .

Celkem, kromě LIGO a Virgo , asi 70 observatoře , na zemi i ve vesmíru , se zúčastnilo sledování události. Toto je první detekce gravitačních vln, u nichž byl detekován elektromagnetický protějšek. Tato detekce posiluje hypotézu, že výbuchy gama záření nebo alespoň jeho část jsou výsledkem fúze dvou neutronových hvězd .

Obecné informace

Informace
Hmotnost první neutronové hvězdy 1,36 až 1,60 (předpoklad nízké hodnoty rotace)
Hmotnost druhé neutronové hvězdy 1,17 až 1,36 (předpoklad nízké hodnoty rotace)
Poloměr dvou neutronových hvězd 11.9+1,4
−1,4 km
Závěrečná mše 2.74+0,04
−0,01 (předpoklad nízké hodnoty rotace)
Vyzařovaná energie ve formě gravitačních vln > 0,025
Vzdálenost od zdroje 40+8
−14 MPC
Redshift zdroje 0,008+0,002
−0,003

GW170817, událost gravitačních vln

GW170817 je název signálu přisuzované k přímým pozorováním z gravitačních vln vyhlášeny16. října 2017spolupráce LIGO a Panny . Detekce signálu byla provedena dne17. srpna 2017ve 12  hodin  41  UTC na třech místech a trvala téměř 100  s . Analýza signálu naznačuje sloučení dvou hvězd o hmotnosti 1,1 až 1,6  Slunce (typické hmotnosti neutronových hvězd).

GRB 170817A, záblesk gama záření

Gama vzplanutí ( GRB 170817A byla zjištěna) spojené s gravitační vlny přibližně 1,74 ± 0,05 sekundy po začátku gravitační vlny signálu z koagulace dvou hvězd u Fermiho gama kosmického dalekohledu , s přístrojem GBM, a International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL), s SPI-ACS. Signál odpovídá prvnímu pozorování koalescence dvou neutronových hvězd .

Rádiové vlny

Podrobné pozorování remanentních rádiových vln - pomocí radioteleskopů VLA a VLBA  - umožnilo týmu astrofyziků z Caltechu potvrdit, že jev při vzniku všech signálů odpovídal scénáři fúze neutronových hvězd.

V 2017gfo, kilonova

AT 2017gfo je přechodná astronomická událost . Poprvé byl detekován Swope Supernova Survey  ( SSS), přibližně 10,9 hodin po gravitačních vln signálu, který je uveden jako SSS 17a , než se získal úřední označení Mezinárodní astronomické unie , AT 2017gfo . Událost byla také pozorována průzkumem supernov Distance Less Than 40 Megaparsecs (DLT40) a uvedena pod označením DLT17ck. Vzhledem ke své vzácnosti a časoprostorové blízkosti k GW170817 AT 2017gfo nejpravděpodobněji pocházel ze stejné fúze neutronových hvězd (pravděpodobnost, že tyto dva nesouvisí, se odhaduje na méně než 10 -9 ).

V době svého objevu měla přechodná událost absolutní velikost −15,8 ± 0,1, pravděpodobně vrcholící mezi 11 a 35 hodinami po pozorování signálu gravitační vlny a poté rychle klesající (téměř k velikosti mínus 35 hodin po první pozorování). Jeho spektrum je také singulární, s rychlým vývojem směrem k červené a několika zřetelnými vzory ve vztahu k ostatním přechodným astronomickým událostem pozorovaným do té doby. V době svého objevu byla tedy AT 2017gfo nejrychleji rostoucí supernovou.

Výsledný objekt

Vzhledem k odhadované hmotnosti 2,74  slunečních hmot pro objekt, který je výsledkem fúze, je jeho povaha neurčená. Pokud je to neutronová hvězda , je to nejhmotnější známá; naopak, pokud se jedná o černou díru , je to nejméně známá hmota. Pozorování vesmírného dalekohledu Chandra mezi nimisrpna 2017 a ledna 2018odhalte, že rentgenový tok ze zdroje by byl pro neutronovou hvězdu slabý, což naznačuje, že by to byla černá díra. Pozorování prováděná společně 32 radioteleskopy a kombinovaná interferometrií dokázala, že po fúzi následoval relativistický a úzký paprsek hmoty ; takové trysky byly dosud pozorovány pouze kolem černých děr.

Dopady

Ultrafialová, viditelná a blízká infračervená spektra elektromagnetického protějšku události ukazují, že procesem r bylo vyrobeno minimálně asi 0,5 ± 0,2 sluneční hmoty prvků , což naznačuje, že část významných těžkých prvků je produkována fúzí neutronových hvězd. Událost17. srpna 2017je první přímé pozorování, že fúze neutronových hvězd se aktivně účastní nukleosyntézy. Detekce lanthanoidů ve spektru elektromagnetického protějšku navíc odmítá hypotézu fúze binárního systému podivných hvězd .

Jelikož je tato událost první svého druhu, kterou lze pozorovat, je obtížné odhadnout míru výskytu podobných událostí. Avšak horní hranice rychlosti výskytu přechodných události podobné AT 2017gfo byl stanoven na 1,6 x 10 5  GPC -3  -1 .

Měření rychlosti gravitačních vln vylučuje mnoho teorií modifikované gravitace jako vysvětlení kosmického zrychlení . GW170817 a GRB 170817A skutečně umožňují omezit vztah s a , respektive rychlost gravitačních vln a světla ve vakuu mezi přibližně -4,3 x 10 -16 a 10 -11 zvážením rychlost gravitačních vln konstantní.

Reference

  1. Abbott a kol. 2017 .
  2. (in) The LIGO Scientific Collaboration and the Virgo Collaboration , „  GW170817: Measurements of Neutron Star Radius and Equation of State  “ , Physical Review Letters , sv.  121, n o  16,15. října 2018, str.  161101 ( DOI  10.1103 / PhysRevLett.121.161101 , číst online , přistupováno 24. října 2018 ).
  3. Sean Bailly, "  Spojení dvou neutronových hvězd dělal LIGO a Virgo vibrovat  ", la vědu Pour , n o  482,prosince 2017, str.  6.
  4. (in) BP Abbott, A. Abbott, Abbott TD, Acernese F. et al. , „  Gravitační vlny a gama-paprsky z Binary neutronová hvězda fúzí: GW170817 a GRB 170817A  “ , The Astrophysical Journal Letters , sv.  848, n O  216. října 2017( číst online , konzultováno 23. listopadu 2017 ).
  5. Lucas Streit "  superluminal jet prozrazuje neutronové hvězdy sloučit  ," pro vědu , n o  493,listopadu 2018, str.  8 ( číst online )
  6. Coulter a kol. 2017 .
  7. Přechodný jmenný server .
  8. Valenti a kol. 2017 .
  9. Siebert a kol. 2017 .
  10. (in) Charles Q. Choi, „  Gravitační vlny detekované při haváriích neutronových hvězd: Objev vysvětlen  “ , Space.com ,16. října 2017( číst online ).
  11. (in) David Pooley, Pawan Kumar, J. Craig Wheeler a Bruce Grossan, „  GW170817 s největší pravděpodobností vytvořil černou díru  “ , The Astrophysical Journal Letters ,31. května 2018( DOI  10.3847 / 2041-8213 / aac3d6 , číst online ).
  12. (en) G. Ghirlanda, OS Salafia, Z. Paragi, Giroletti M., J. Yang, B. Marcote, J. Blanchard, I. Agudo, T. An a kol. , „  Compact radiové vyzařování signalizuje strukturovaný jet byl produkován binárně neutronové hvězdy fúze  “ , Science ,21. února 2019( DOI  10.1126 / science.aau8815 , číst online ).
  13. Drout a kol. 2017 .
  14. (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 a Da-Ming Wei, „  sdružení GW170817 / GRB 170817A / AT2017gfo: některé důsledky pro fyziku a astrofyziku  “ , arXiv: 1710.05805 [astro-ph, fyzika: gr-qc] ,16. října 2017( číst online , konzultováno 2. listopadu 2017 ).
  15. (in) S. Rosswog J. Sollerman , U. Feindt a A. Goobar , „  První přímá detekce sloučení hvězd s dvojnými neutronovými hvězdami: důsledky pro kosmickou nukleosyntézu  “ , arXiv: 1710,05445 [astro-ph] ,16. října 2017( číst online , konzultováno 18. října 2017 ).
  16. (in) L. Lombriser a A. Taylor, „  Breaking a Dark degeneracy with Gravitational Waves  “ , Journal of Cosmology and Astroparticle Physics , sv.  2016,března 2016, str.  031 ( DOI  10.1088 / 1475-7516 / 2016/03/031 ).
  17. (in) L. a N. Lima Lombriser, „  Výzvy k samo-zrychlení v modifikované gravitaci z gravitačních vln a struktury ve velkém měřítku  “ , Physics Letters B , sv.  765,2017, str.  382 ( DOI  10.1016 / j.physletb.2016.12.048 , číst online ).

Podívejte se také

Bibliografie

Dokument použitý k napsání článku : dokument použitý jako zdroj pro tento článek.

Vědecké články

Všechny články publikované u příležitosti oznámení 16. října 2017jsou sestaveny na této stránce .

Institucionální tiskové zprávy Videa Databáze

Související články