Астрономы находятся в поиске непрерывных гравитационных волн от Scorpius X-1

Астрономы находятся в поиске непрерывных гравитационных волн от Scorpius X-1

Команда Джона Уилана из Рочестерского технологического института использовала данные третьего цикла наблюдений LIGO-Virgo в поиске непрерывных гравитационных волн от Scorpius X-1.

Scorpius X-1 – это двойная система, состоящая из нейтронной звезды и её звезды-компаньона малой массы V818 Scorpii. Система находится в 9000 световых лет от нас.

Команда пока не обнаружила непрерывного потока гравитационных волн от Scorpius X-1, но это не значит, что волн там нет. Scorpius X-1 – самый сильный источник рентгеновского излучения на нашем небе (после Солнца). Астрономы обнаружили его в 1962 году. За прошедшие годы они выяснили, что его сильное рентгеновское излучение исходит от нейтронной звезды массой равной 1,4 солнечной массы. Нейтронная звезда поглощает материю, исходящую от ее меньшего компаньона, масса которого оценивается в 0,4 солнечной массы. Сильное гравитационное поле нейтронной звезды ускоряет звездный материал, когда он падает на звезду. Это перегревает материю и заставляет ее испускать рентгеновские лучи.

Система классифицируется как двойная рентгеновская система с малой массой. Орбитальный период этих двух объектов составляет 18,9 часа.

Большинство из нас знакомо с гравитационными волнами, генерируемыми слияниями черных дыр и/или нейтронных звезд. Первое обнаружение этих волн произошло в 2015 году. С тех пор LIGO и его дочерние объекты KAGRA и Virgo регулярно обнаруживают эти «более сильные» волны. Важно помнить, что эти обнаружения фиксируют конкретные столкновения — по сути, «разовые» события. Однако они не единственные источники гравитационных волн во Вселенной. Астрономы считают, что массивные объекты, которые вращаются сотни раз в секунду, такие как нейтронные звезды, могут создавать более слабые непрерывные волны, которые должны быть обнаружены.

Итак, что может вызвать волны в двойной паре нейтронная звезда – звезда-компаньон? Посмотрите на внешнюю структуру нейтронных звезд. Ученые описывают их как равномерно гладкие объекты с сильными гравитационными и магнитными полями. Однако у них могут быть крошечные неровности на поверхности (так называемые «горы»). Они выступают всего на доли миллиметра над поверхностью «коры» нейтронной звезды. Горы на самом деле являются деформациями в этой коре. Они создаются экстремальными напряжениями в электромагнитном поле нейтронной звезды.

Также возможно, что эти деформации возникают по мере замедления вращения объекта. Или, возможно, когда его вращение внезапно ускоряется. Как бы они ни формировались, они влияют на магнитное и гравитационное поля нейтронной звезды. Возможно, именно это и вызывает гравитационные волны.

Задача состоит в том, чтобы обнаружить и измерить эти волны. Однажды астрономы смогут зафиксировать постоянный поток волн, исходящих от Scorpius X-1. Полученные данные расскажут больше о самой нейтронной звезде. Это также должно дать ключ к пониманию динамики этой системы.