Fem fakta som vi vet om LIGO kommer att upptäcka en sammanslagning av neutronstjärnor

Martin Rees sade en gång, "det Blir klart att i en mening kosmos erbjuder den enda laboratorium i vilket skapat extrema förhållanden för att testa nya idéer från partikelfysik. Energi Big Bang var mycket högre än vad vi kan åstadkomma på Jorden. Därför, i sökandet efter bevis för Big Bang och studerar saker som neutronstjärnor, vi som faktiskt studerat grundläggande fysik".

Om det finns en betydande skillnad mellan den Allmänna relativitetsteorin, och Newtons gravitation, det är detta: i Einsteins teori, ingenting varar för evigt. Även om du hade två helt stabil massa som kretsar runt varandra – massorna, som aldrig bränna, inte gå ner i materialet och inte ändra sina banor gradvis förfallit. Och om i Newtons gravitation, två massorna kommer att rotera runt sin gemensamma tyngdpunkt för evigt, den Allmänna relativitetsteorin säger oss att en liten mängd energi som går förlorad varje gång när massan är snabbare, av gravitationsfält genom vilka den passerar. Denna energi försvinner inte, men man leds bort i form av gravitationsvågor. Under lång tid kommer att vara utsänd tillräckligt med energi för att povyshauschie två mässor som berör varandra och koppla. Har tre LIGO såg detta med exempel på svarta hål. Men kanske är det dags att ta nästa steg och se den första sammanslagningen av neutronstjärnor, säger Ethan Siegel med Medium.com.

Någon massorna som faller inom denna gravitationella dans kommer att släppa ut gravitationsvågor, som orsakar bana för att vara kränkt. Varför LIGO har upptäckt ett svart hål, tre:

1. - De är otroligt massiv
2. för att de är De mest kompakta objekten i Universum
3. I den sista tidpunkten för fusionen de rotera på rätt frekvens, så att de kan fixa laser LIGO ärmar

Det Alla tillsammans – stor massa en kort sträcka, och med korrekt frekvensområde – ge laget en enorm LIGO sök, om de kan hitta en sammanslagning av ett svart hål. Ringar från dessa massiva dans sträcker sig över många miljarder ljusår och även når Marken.

Även om svarta hål måste ha skivan anhopning av elektromagnetiska signaler som har svart hål för att utveckla, vara svårfångade. Om magnetventilen är en del av det fenomen som är närvarande, det bör leda till neutronstjärnor.

Universum har många andra intressanta objekt att producera allvar vågor av stor omfattning. Supermassivt svart hål i mitten av galaxer äta gasmoln, planeter, asteroider, och även andra stjärnor och svarta hål hela tiden. Tyvärr, eftersom deras event-horisonter är enorm, de rör sig i en bana mycket långsamt och ge ut fel intervall av frekvenser som LIGO kunde upptäcka. Vita dvärgar, binära stjärnor och andra planetsystem har samma problem: dessa objekt är fysiskt för stor och att det därför rör sig i omloppsbana för länge. Så länge att vi skulle behöva en rymd Observatorium för gravitationsvågor, att se dem. Men det är en annan hoppas att det har önskad kombination av egenskaper (vikt, kompakthet, önskad frekvens) att ses av LIGO: sammanslagning neutronstjärnor.

så snart som två neutronstjärnor omloppsbana runt varandra, den Allmänna relativitetsteorin förutsäger omloppsbanans förfall och gravitationella strålning. I det sista stadiet av fusionen – som aldrig har observerats i den gravitationella våg amplitud kommer att vara på topp och LIGO kommer att kunna upptäcka den händelse

Neutronstjärnor är inte så stora som svarta hål, men de kommer sannolikt att vara två till tre gånger tyngre än Solen: cirka 10-20 procent av massorna har tidigare upptäckts händelser LIGO. De är nästan lika kompakt som svarta hål, med en fysisk storlek på bara tio km radie. Trots att kvanta kollaps in i det mörka svarta hålet av singularitet, de har event horizon och den fysiska storleken på neutronstjärna (detta är i huvudsak bara en gigantisk atomkärna) är något högre än de event horizon av ett svart hål. Deras frekvens, särskilt i de sista några sekunder samman, bra för LIGO känslighet. Om en händelse inträffar på rätt plats, vi kommer att kunna veta fem otroliga fakta.

Under spiralformade vrida och sammanslagning av två neutronstjärnor att vara en enorm mängd energi och tunga grundämnen, gravitationsvågor och elektromagnetiska signaler, som visas i bild

att Göra neutronstjärnor skapa gamma-ray bursts?

Det är en intressant tanke: vad är korta gamma-ray bursts, som är otroligt energisk, men träffas i mindre än två sekunder är orsakat genom en sammanslagning av neutronstjärnor. De härrör från gamla galaxer i områden där inga nya stjärnor föds, och därför endast stjärnornas kroppar inte kan förklara dem. Men tills vi vet, eftersom det är en kort gamma-ray burst, vi kan inte vara säker på vad det är som orsakar det. Om LIGO kommer att kunna registrera fusionen av neutronstjärnor på gravitationsvågor, och vi kan se en kort gamma-ray burst omedelbart efter att det kommer att vara den slutgiltiga bekräftelsen av en av de mest intressanta idéer i astrofysik.

Två överlåtande neutronstjärnor, som visas här, gör spin och släpper ut gravitationsvågor, men de är mycket svårare att upptäcka än svart hål. Men till skillnad från svart hål, de måste kasta bort en del av sin massa tillbaka i Universum där detkommer att bidra i form av tunga element

När neutronstjärnor kolliderar, hur stor del av sin massa blir ett svart hål?

Om du tittar på tunga grundämnen i det periodiska systemet och undrar hur de kom från kommer att tänka på är "supernova". I slutet av denna historia som delas av astronomer och det är delvis sant. Men de flesta tunga grundämnen i det periodiska systemet — kvicksilver, guld, wolfram, bly etc., faktiskt är född i kollisioner av neutronstjärnor. De flesta av massan av neutronstjärnor, ca 90-95% spenderas på skapandet av ett svart hål i centrum, men de återstående yttre lager är utkastade, som utgör en majoritet av dessa element i vår galax. Det bör noteras att om den totala massan av två överlåtande neutronstjärnor är under en viss nivå, kommer de att bilda en neutronstjärna, inte ett svart hål. Det är ovanligt, men inte omöjligt. Och exakt hur mycket massa som matas ut under en sådan händelse, som vi inte vet. Om LIGO kommer att registrera den här händelsen för att ta reda på det.

Här illustrera utbud Y LIGO och dess förmåga att registrera fusionen av svarta hål. Sammanslagning neutronstjärnor kan få endast en tiondel av utbud och 0,1% av normal volym, men om en hel del av neutronstjärnor, LIGO sök

Hur långt LIGO kan se en sammanslagning av neutronstjärnor?

Denna fråga är ägnade att inte Universum i sig, utan snarare på hur stor känsligheten i LIGO konstruktion. I fråga om ljus, om målet 10 gånger och sedan blir det 100 gånger svagare, men med den gravitationella vågor, om objektet är 10 gånger längre bort, den gravitationella-våg signal endast 10 gånger svagare. LIGO kan man observera svarta hål som många miljontals ljusår, men neutronstjärna kommer att vara synlig endast i fallet om de slås samman i det närmaste galaktiska kluster. Om vi ser en sådan sammanslagning, kommer vi att kunna kolla hur bra vår utrustning är, eller hur bra det ska vara.

När en sammanslagning av två neutronstjärnor, som visas här, de har för att skapa gamma-ray jets, liksom andra elektromagnetiska fenomen, som i fallet med Mark närhet är att skilja våra bästa observatorier

Vad är afterglow kvar efter sammanslagningen av neutronstjärnor?

Vi vet att i vissa fall som en stark händelse, som motsvarar kollisioner av neutronstjärnor, som redan inträffat och att de lämnar signaturer i andra elektromagnetiska band. Förutom gamma-strålning, som kan vara ultraviolett, synligt ljus, infraröd eller radio komponenter. Eller kan det vara en multispektral komponent, vilket manifesteras i alla fem band, i den ordningen. När LIGO kommer att upptäcka en sammanslagning av neutronstjärnor, vi kunde fånga en av de mest häpnadsväckande fenomen i naturen.

en neutronstjärna, men bestående av neutrala partiklar, producerar de starkaste magnetiska fält i Universum. När neutronstjärnor samman, de har för att producera både gravitationsvågor och elektromagnetiska underskrifter

< h2>, kan Vi först kombinera gravitationella-våg astronomi med den traditionella

Den Tidigare händelsen, tagna LIGO, var imponerande, men vi har inte haft möjlighet att följa denna sammanslagning genom ett teleskop. Vi oundvikligen inför två faktorer:

• - händelse Positioner kan inte exakt fastställas med bara två detektorer, i princip
• för Samman svarta hål inte har en ljus elektromagnetisk (ljus) komponenter

Nu att JUNGFRUN arbetar i synk med två LIGO detektorer, vi kan avsevärt förbättra förståelsen av var i rymden är född av dessa gravitationella vågor. Men viktigare, som en sammanslagning av neutronstjärnor bör ha en elektromagnetisk komponent, kan detta innebära att det första gravitationella-våg astronomi och traditionell astronomi kommer att användas tillsammans för att övervaka samma händelse i Universum!

Spiral vrida och sammanslagning av två neutronstjärnor, som visas här, bör inte leda till uppkomsten av en specifik signal av gravitationsvågor. Även tiden för sammanslagningen skulle skapa den elektromagnetiska strålning som är unik och tydlig i sig själv

Vi har gått in i en ny era av astronomi, som inte bara teleskop och interferometrar belägna. Vi använder inte bara lätt, utan också gravitationsvågor, att se och förstå Universum. Om neutronstjärna koncentrationer verkar LIGO, även om det är sällsynt, och att upptäcka att hastigheten är låg, vi kan korsa nästa gränsen. Gravitation, himlen ljus inte längre främlingar för varandra. Vi kommer att vara ett steg närmare att förstå hur de mest extrema objekt i Universum, och vi kommer att ha ett fönster i vårt rum, vilket inte existerade någonsin och ingen annan.