Совсем недавно физики научились детектировать гравитационные волны (и получили за это Нобелевскую премию). И вот произошло событие, которое показало как возможности современных инструментов изучения Вселенной, так и пользу международного сотрудничества учёных.
17 августа 2017 года принадлежащая Национальному научному фонду (National Science Foundation, NSF) лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) в США, работающая в кооперации с интерферометрической установкой Virgo Interferometer в Италии, «поймала» гравитационные волны, пришедшие на Землю из космоса. Это событие, зарегистрированное как GW170817, — пятая по счету регистрация гравитационных волн.
Через две секунды после события был замечен короткий гамма-всплеск — его зафиксировали как с помощью космического гамма-телескопа Ферми (Fermi Gamma-ray Space Telescope, запущен NASA), так и Международной обсерватории гамма-лучей (англ. INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory/INTEGRAL, аппарат запущен Европейским космическим агентством на российском Протоне).
Началась гонка за источником сигнала. Специалисты, работающие с LIGO — Virgo вычислили область, откуда шли гравитационные волны. Точность таких вычислений пока невелика — источник следовало искать на обширном, размером в несколько сотен дисков полной Луны, участке южного неба. В поиск включились обзорные телескопы ESO VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) и VST (VLT Survey Telescope) в Паранальской обсерватории, итальянский телескоп REM (Rapid Eye Mount) в обсерватории ESO Ла-Силья, 0,4-метровый телескоп обсерватории Лас Кумбрес, американский инструмент DECam (Dark Energy Camera)в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо.
Всех опередили учёные из США, работающие с метровым телескопом Henrietta Swope, расположенном в Чили: был обнаружен новый объект рядом с линзообразной галактикой NGC 4993 в созвездии Гидры. Его же обнаружил чуть позже работающий в инфракрасных лучах телескоп VISTA. Позже объект наблюдали на Гавайских островах (телескопы Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) и Subaru).
Европейская организация астрономических исследований в Южном полушарии (European Southern Observatory, ESO) провела одну из крупнейших за всю историю обсерватории внеплановых наблюдательных кампаний, продолжавшаяся несколько недель. Были задействованы: Очень Большой Телескоп ESO (Very Large Telescope, VLT), Телескоп Новой Технологии (New Technology Telescope, NTT), VST, 2,2-метровый телескоп MPG/ESO, решётка телескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Это позволило проследить в широком диапазоне длин волн за динамикой события. К наблюдениям подключились ещё примерно 70 обсерваторий по всему миру, не входящих в структуру ESO, в том числе знаменитый Космический телескоп Хаббла.
Что же видели астрономы? Наблюдаемый объект быстро изменялся.
«Когда на наших мониторах появился спектр объекта, я понял, что это самое необычное транзиентное явление, которое я когда-либо видел, — рассказывает Стивен Смартт (Stephen Smartt), выполнявший наблюдения на телескопе ESO NTT. — Я никогда не наблюдал ничего подобного. Наши данные, так же, как и данные других исследовательских групп, ясно показывают, что это была не сверхновая и не переменная звезда фона, а что-то совершенно необычное».
Почти одновременная регистрация гравитационных волн и гамма-лучей от GW170817 дала астрономам надежду, что наблюдаемое событие — слияние нейтронных звёзд. Дальнейшие исследования подтвердили это предположение.
Нейтронные звёзды — чрезвычайно плотные объекты, их слияние производит вспышку, значительно более яркую, чем взрыв новой — килоновую. Килоновые были предсказаны более тридцати лет назад, но до сих пор не наблюдались в широком диапазоне волн.
«Пока что данные, которые мы получили, великолепно согласуются с теорией. Это триумф теоретиков, подтверждение абсолютной реальности событий, зарегистрированных установками LIGO—VIRGO, и замечательное достижение ESO, которой удалось получить такие наблюдения килоновой», — говорит Стефано Ковино (Stefano Covino), первый автор одной из статей, опубликованных в журнале Nature Astronomy.
Видео ESO. Есть субтитры на русском:
Публикаций о событии множество; кроме Nature Astronomy, они появились в таких научных изданиях, как Nature и Astrophysical Journal Letters.
Наблюдение взрыва килоновой интересно как в свете изучения физики (теории Эйнштейна подтверждаются), так и эволюции Вселенной. Именно такие события производят тяжёлые элементы, в том числе золото, платину, уран.