Новости науки
Метод выявления эффекта памяти от гравитационных волн
Астрофизики из США, Швеции и Польши предложили метод выявления эффекта гравитационно-волновой памяти, связанного с коллапсирующими сверхновыми. Эффект заключается в том, что гравитационная волна, проходя через пространство, изменяет расстояние между объектами, оставляя постоянное отклонение даже после завершения волнового процесса. Это предсказание общей теории относительности Эйнштейна остается пока недоказанным, но можно ожидать, что сверхновые, особенно с коллапсирующим ядром (CCSN), генерируют такие волны благодаря анизотропному движению вещества и асферическому излучению нейтрино.
Для теоретического описания эффекта гравитационно-волновой памяти ученые использовали трехмерное моделирование CCSN с массами до 25 солнечных. Применялась модель CHIMERA, которая позволяет с высокой точностью описать процесс коллапса ядра звезды и последующего излучения энергии. Сигналы гравитационных волн моделировались с учетом их медленного нарастания до значения, характерного для эффекта памяти от гравитационных волн.
Результаты моделирования показали, что сигналы гравитационных волн от сверхновых должны иметь сложную форму, но при этом сохранять высокую степень регулярности. Это позволило аппроксимировать их логистическими функциями, обычно используемыми в исследованиях роста популяции. Длительность сигнала составила более одной секунды, что существенно превышает длительность сигналов от слияний черных дыр, ранее зафиксированных интерферометрами.
Благодаря согласованной фильтрации, примененной к моделям, ученые смогли выявить сигналы CCSN массой 25 солнечных на расстоянии до 10 килопарсеков (32,6 тысяч световых лет) с высокой степенью надежности. Это открывает возможность для наблюдения таких сигналов с помощью современных гравитационно-волновых обсерваторий, несмотря на низкую амплитуду волн от CCSN.
Публикация в журнале «Physical Review Letters»
В ранней Вселенной обнаружена грандиозная галактика
Астрономы Национального центра радиоастрофизики в Индии обнаружили новую спиральную галактику грандиозных размеров с высоким красным смещением z=4,03. Галактика, обозначенная как A2744-GDSp-z4, найдена с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Ученые провели наблюдения области скопления Abell 2744. Сначала объект был отмечен как необычная галактика, а последующие наблюдения позволили идентифицировать его как галактику грандиозного масштаба с двумя хорошо сформированными спиральными рукавами.
Спиральные галактики грандиозных размеров (англ. grand-design spiral galaxies) характеризуются отчетливо сформированными рукавами, которые исходят из центрального ядра. Они представляют собой сверхплотные области, где сжатие запускает процесс звездообразования. Галактика A2744-GDSp-z4 принадлежит к этому подтипу. Красное смещение z=4,03 указывает на ее существование в ранней Вселенной, около 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва.
Галактика A2744-GDSp-z4 имеет диаметр около 32 000 световых лет и звездную массу в 14 миллиардов солнечных масс. Скорость звездообразования в ней составляет 57,6 солнечной массы в год, а возраст оценивается в 228 миллионов лет. Эти параметры свидетельствуют о ее высокой активности и значительном масштабе.
Астрономы определили, что звездообразование в A2744-GDSp-z4 началось через 839 миллионов лет после Большого взрыва. За это время галактика успела набрать массу в 10 миллиардов солнечных масс, что удивительно для столь короткого периода существования.
Участники исследования подчеркивают, что эти данные ставят под сомнение текущие теории формирования галактик. Дальнейшие наблюдения с помощью телескопа Джеймса Уэбба помогут изучить динамическое состояние A2744-GDSp-z4 и ответить на вопросы о происхождении ее структуры и масштабов.