Космический гамма-телескоп Fermi помог сузить область поисков источника гравитационных волн - «Наука и технологии»

Наши читатели наверняка помнят "громкое" открытие, сделанное учеными-астрофизиками 14 сентября 2015 года. Тогда ученым, работающим в гравитационной обсерватории Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) впервые в истории удалось зарегистрировать гравитационные волны, искажения пространственно-временного континуума, которые описываются в Общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Несмотря на все усилия, ученым так и не удалось точно определить местонахождение источника этих гравитационных волн, но данные, полученные при помощи космического гамма-телескопа Fermi, позволили на две трети уменьшить область поиска. Это, в свою очередь, поможет ученым больше узнать о природе данного явления и улучшить работу своих систем для более точного определения положения источников гравитационных волн, которые будут зарегистрированы позже.

Согласно данным, полученным учеными обсерватории LIGO, источником зарегистрированных гравитационных волн является столкновение двух массивных черных дыр, с массой, в 30 раз превышающей массу Солнца, которое произошло около 1.3 миллиардов лет назад. Полученных данных хватило для того, чтобы объявить это как достоверное открытие, подтверждающее правоту теории Эйнштейна, которая утверждает, что гравитация во Вселенной тесно связана с понятиями материи и энергии.

Но точности оборудования обсерватории LIGO было недостаточно для точного определения положения места столкновения черных дыр. Обработав полученные данные, ученые сузили область поиска до сегмента неба, площадью 600 квадратных угловых градусов. Но к сожалению, все это похоже на поиски иголки, затерявшейся где-то на поверхности Североамериканского континента. Однако данные о вспышке высокоэнергетического излучения, вызванной столкновением черных дыр, полученные при помощи гамма-телескопа Fermi, позволили уменьшить область поиска до 200 квадратных градусов.

Короткая и слабая вспышка высокоэнергетического света была зарегистрирована датчиком Fermi Gamma-ray Burst Monitor (GBM) спустя менее половины секунды после регистрации обсерваторией LIGO гравитационных волн. Вероятность того, что данные телескопа Fermi являются случайными помехами, составляют менее 0.2 процента, и этого достаточно для того, чтобы воспринимать эти данные всерьез.

Однако, лучи высокоэнергетического света упали на поверхность датчика GBM под большим углом, что затруднило определение точного местоположения источника этих лучей. Если бы телескоп был повернут в сторону источника в момент регистрации вспышки, то область поисков была бы сужена еще на большую величину. Тем не менее, положительную роль в этом деле сыграло взаимное положение Земли и телескопа Fermi на момент регистрации вспышки, что наглядно показано на приведенном ниже видеоролике.

Помимо "помощи" в определении положения источника гравитационных волн, данные телескопа Fermi позволили определить источники коротких гамма-всплесков, длительность которых не превышает двух секунд. Теперь ученые уверены в том, что в большинстве случаев источниками этих всплесков и гравитационных волн являются одни и те же события.