Взрыв сверхновой — это катастрофический взрыв, знаменующий жестокий конец жизни массивной звезды. Во время этого события звезда высвобождает огромное количество энергии, часто на очень короткий период времени затмевая совокупный свет всех звезд родительской галактики. Взрыв производит тяжелые элементы и распределяет их среди звезд, способствуя образованию новых звезд и планет. Ближайшая сверхновая за последние годы произошла в Большом Магеллановом Облаке в 1987 году (SN1987A), и теперь группа астрономов просмотрела горы данных, чтобы увидеть, смогут ли они обнаружить гравитационные волны от остатка.
Большую часть жизни звезды царит стабильность. По мере того, как звезда продолжает стареть, она сплавляет элементы в ядре, и возникает толчок наружу, известный как термоядерная сила. Это уравновешивается внутренним притяжением гравитации, пытающейся схлопнуть звезду, и на протяжении большей части ее жизни эти две силы уравновешиваются.
Когда такие звезды, как Солнце, умирают, термоядерная сила превосходит силу гравитации, и внешние слои постепенно теряются в космосе через фазы красного гиганта и планетарной туманности. У более массивных звезд, масса которых примерно в восемь раз превышает массу Солнца и более, гравитация подавляет термоядерную силу, которая временно прекращается, когда звезда умирает и звезда взрывается. Именно этот процесс известен как сверхновая. Конечный результат зависит от звезды-прародителя, но это может быть нейтронная звезда, пульсар или даже черная дыра.
В 1987 году в Большом Магеллановом Облаке взорвалась звезда, и, хотя она все еще находилась на расстоянии 168 000 световых лет от Земли, это предоставило астрономам прекрасную возможность изучить сверхновую вблизи, ближе, чем когда-либо прежде. В основе медленно расширяющегося остатка сверхновой лежит нейтронная звезда (NS1987A – обнаружение нейтрино подтвердило это) остатки ядра звезды-прародительницы. Когда ядро рухнуло, все протоны и электроны слились вместе, образовав один массивный, гигантский, даже колоссальный… нейтрон диаметром около 20 км.
Нейтронные звезды не идеальны, их поверхности, вероятно, имеют несовершенства, и по мере их вращения шишки и неровности – какими бы крошечными они ни были – могут вызвать гравитационные волны. Как следует из названия, гравитационные волны представляют собой рябь, подобную волнам в океане, но вместо того, чтобы распространяться через воду, они распространяются в пространстве и времени. Первые волны были обнаружены в 2015 году с помощью Лазерной интерферометрической обсерватории гравитационных волн (также известной под броским названием LIGO).
Цви Пиран и Такаши Накамура еще в 1988 году предположили, что можно обнаружить гравитационные волны от нейтронных звезд, но только после того, как появились обсерватории гравитационных волн, такие как LIGO, возможность доказать это стала реальностью. В 2022 году была предпринята неудачная попытка обнаружить гравитационные волны от NS1987A с помощью системы Advanced LIGO и другой гравитационно-волновой обсерватории под названием VIRGO. Поиск охватывал частоты от 75 до 275 Гц.
В статье, только что опубликованной Бенджамином Дж. Оуэном, Ли Линдбломом, Лучано Соарешем Пиньейро и Бинодом Раджбхандари, описана дальнейшая попытка использования данных Advanced LIGO и дополнительного набора данных VIRGO. В этой попытке был использован усовершенствованный код, расширивший полосу частот с 35 до 1050 Гц. К сожалению, поиски снова оказались безуспешными, но команда не сдается. Дальнейшие поиски планируются с использованием данных Advanced LIGO и еще одного сеанса наблюдений с VIRGO и даже обсерватории Comsic Explorer, когда она наконец будет введена в эксплуатацию и, будем надеяться, в ближайшие годы окончательно обнаружат гравитационные волны от нейтронных звезд.
Источник: Улучшенные верхние пределы излучения гравитационных волн от NS1987A в SNR1987A.
