Смоделировано образование гравитационных волн

[ESmirnov]

Астрофизики из Японии и США раскрыли детали процесса слияния нейтронных звезд, что должно упростить задачу будущих детекторов гравитационных волн.
Объединение компаньонов в двойной системе (нейтронной звезды и черной дыры или второй нейтронной звезды) считается наиболее «удобным» для регистрации наземными детекторами источников гравитационных волн. Завершающие этапы эволюции системы, составленной из двух звезд, длятся всего несколько миллисекунд, а в результате слияния образуется черная дыра. Этот момент отмечается коротким (0,1–1 с) гамма-всплеском.
Современные детекторы LIGO и VIRGO используют такие гамма-всплески, фиксируемые спутниками, в качестве триггеров. Недавно завершенный анализ потоков данных, предшествовавших 22 гамма-всплескам, не дал положительных результатов: ученым лишь удалось выяснить, что никаких сигналов от двойных систем из нейтронной звезды и черной дыры, расположенных в радиусе 6,7 Мпк, и систем из двух нейтронных звезд, находящихся менее чем в 3,3 Мпк от Земли, они не зарегистрировали.
Такие расстояния, впрочем, нельзя считать достаточными для регистрации гравитационных волн. По современным оценкам, обнаружение слияний нейтронных звезд в двойных системах с приемлемой частотой требует рабочего диапазона детектора в 44–120 Мпк. Усовершенствованный детектор Advanced LIGO, который планируется запустить в 2015 году, должен обеспечить обнаружение в радиусе 300 Мпк, чего хватит для регистрации нескольких событий за один год.
Авторы провели моделирование образования гравитационных волн при слиянии нейтронных звезд на расстоянии в 100 Мпк, используя три различных варианта уравнения состояния их вещества и варьируя соотношения и численные значения их масс. Как можно заметить, амплитуда сигнала в момент объединения, соответствующий нулевой временной отметке, достигает предела на частоте около 6 кГц. Это значение выходит за рамки диапазона максимальной чувствительности детекторов LIGO и Advanced LIGO, верхняя граница которого установлена на 1 кГц.
По мнению ученых, для регистрации такого объединения понадобится один из разрабатываемых в настоящее время детекторов третьего поколения (к примеру, европейский Einstein Telescope).
Полная версия отчета опубликована в журнале Physical Review Letters.
http://science.compulenta.ru/520846/