Астрономы впервые зафиксировали вспышку нейтрино вместе с гравитационными волнами

Нейтринная обсерватория IceCube впервые обнаружила вспышку нейтрино, исходящую из той же точки, где гравитационные телескопы LIGO и VIRGO зафиксировали очередной всплеск гравитационных волн. Пучок этих частиц могло породить слияние нейтронной звезды и черной дыры, заявил член научной команды LIGO, астрофизик Дэниел Хоак.

"Большие вопросы вызывает последовательность событий: вспышка нейтрино была зафиксирована примерно за 43 секунды до того, как произошло слияние черной дыры и нейтронной звезды, а гамма-фотон сверхвысокой энергии был зафиксирован примерно через 80 секунд после него. Я не уверен, что это можно объяснить", - написал ученый в Twitter.

Наблюдения за вспышками сверхновых и черными дырами показывают, что между самыми тяжелыми пульсарами - вращающимися нейтронными звездами - и самыми легкими черными дырами существует своеобразный провал. Иными словами, светила средней массы почему-то крайне редко превращаются в черные дыры - пока ученые не обнаружили ни одного подобного объекта в окружающей нас Вселенной.

Это заставило астрофизиков задуматься, существуют ли различия в том, как заканчивают жизнь крупные и средние звезды и как эти расхождения могут влиять на процесс формирования черных дыр и нейтронных звезд. Соответственно, открытие первой черной дыры или какого-то другого небесного тела внутри этого провала позволит ученым приступить к поискам ответов на эти вопросы.

Первые намеки на открытие подобного объекта удалось получить в конце сентября этого года. Гравитационные обсерватории LIGO и VIRGO поймали сигнал S190924h, порожденный слиянием черной дыры необычно малой массы и более крупного объекта, которое произошло на расстоянии 1,6 млрд световых лет от Земли, в одной из далеких и невидимых для нас галактик, расположенной в созвездии Рака.

Загадки Вселенной
В середине этой недели, как сообщил Хоак, гравитационные обсерватории открыли еще одного кандидата на роль подобного объекта - событие S191216ap. Оно сразу привлекло внимание всего астрономического сообщества по той причине, что в тот же момент времени и в той же части ночного неба на стыке созвездий Пегаса и Малого Коня его возможные следы зафиксировали сразу две других установки: нейтринная обсерватория IceCube и гамма-телескоп HAWC.

В прошлом все источники гравитационных волн, за исключением всплеска GW170817, порожденного слиянием нейтронных звезд в галактике NGC 4993 в созвездии Гидры, не оставляли никаких других следов, кроме как колебаний пространства-времени. Отсутствие других типов вспышек не позволяло ученым точно локализовать источники гравитационных волн и прояснить их природу.

Отсутствие нейтринных вспышек и гамма-всплесков никак не противоречило постулатам теории относительности и современным астрофизическим теориям, однако ученые ожидают, что слияния небольших черных дыр и нейтронных звезд все же должны порождать и другие сигналы, помимо колебаний пространства-времени.

Пока, по словам Хоака, ученые не до конца уверены в том, что пучок нейтрино и гамма-всплеск, зафиксированные в той же точке, что и событие S191216ap, действительно связаны с ним. И нейтрино, и гравитационные волны движутся со скоростью света и не замедляются при прохождении через материю, что делает задержку в 43 секунды почти необъяснимой. К тому же, другие обсерватории пока не зафиксировали вспышек в этой области космоса, что, однако, может объясняться большим расстоянием до S191216ap - около миллиарда световых лет.

Дальнейшие наблюдения за S191216ap и новые открытия подобных гравитационных волн, как надеется астрофизик, покажут, насколько случайным было это совпадение, а также помогут понять, какие объекты скрываются в провале между самыми тяжелыми пульсарами и самыми легкими черными дырами.