Нейтронные звезды – то одни из самых необычных космических объектов. Обладая магнитными полями, в миллиарды раз более сильными, чем магнитное поле Земли, и огромным значением плотности материи, эти звезды буквально “ломают” законы физики в прилегающем к ним пространстве. А когда встречаются две нейтронные звезды, все происходящее становится еще более “диким”. Столкновение нейтронных звезд порождает так называемый взрыв килоновы, который является одним из самых высокоэнергетических видов событий во Вселенной. И результаты последних исследований показывают, что такие взрывы имеют идеальную сферическую форму, чего не должно быть согласно всем существующим теориям.
Нейтронная звезда – это то, что остается после того, как достаточно крупная звезда исчерпывает запасы ядерного топлива. Звезды еще больших размеров заканчивают свой жизненный цикл превращением сразу в черную дыру, а небольшие звезды, как наше Солнце, становятся белыми карликами. Нейтронная звезда является сверхплотным остатком схлопнувшейся внутрь звезды, состоящим практически из одних нейтронов. Размеры нейтронных звезд исчисляются десятками километров, при этом они обладают массой, превышающей массу Солнца.
GW170817 – это первое в истории науки столкновение нейтронных звезд, зарегистрированное через гравитационные волны и достаточно хорошо изученное позже. Место столкновения находится на удалении 140 миллионов световых лет от нас, а пакет гравитационных волн от этого события был зарегистрирован в 2017 году. Дальнейшие наблюдения позволили накопить достаточно большой массив информации, анализируя который ученые Копенгагенского университета нашли, что реальное столкновение не соответствует ни одной из общепринятых моделей.
Когда две нейтронные звезды уже достаточно сближаются друг с другом и столкнутся в скором времени, они вращаются со скоростью порядка 100 оборотов в секунду. Распределение сил и энергий, как показывают расчеты, должно произвести взрыв ассиметричной, но достаточно сглаженной формы. Форма взрыва GW170817 представляет собой идеальную сферу и у ученых уже имеются некоторые варианты объяснения этого феномена.
Первым вариантом является предположение о том, что главный энергетический выброс килоновы происходит из центра взрыва, точки первого соприкосновения нейтронных звезд. Там образуется своеобразная “магнитная бомба”, которая эффективно выравнивает весь взрыв. И даже если опустить все физические допущения такого предположения, то остается вопрос, откуда берется энергия этой магнитной бомбы?
Вторым, более правдоподобным вариантом объяснения является то, что в момент столкновения обе нейтронных звезды успевают слиться в одну сверхмассивную нейтронную звезду, которая просуществует лишь короткое время, прежде чем схлопнуться в черную дыру, разметав энергию взрыва равномерно в космическое пространство. В пользу такого варианта говорит то, что такие варианты слияний уже наблюдались ранее.
Какова бы ни была реальная причина наблюдаемого феномена GW170817, ученым предстоит найти ее путем дополнительных наблюдений за другими подобными случаями. Более того, эти идеально сферические взрывы являются идеальным маркером для измерения расстояний, что позволит более точно измерить темпы расширения и возраст Вселенной, который варьируется приблизительно на миллиард лет в зависимости от метода измерений.
