Дотепер вчені знайшли лише гравітаційні хвилі, що виникають у подвійних системах від злиття чорних дір або нейтронних зірок. Але дослідники з північно-західного університету вдалося знайти нове небінарне джерело гравітаційних хвиль: «кокон» уламків, який формується навколо вмираючої масивної зірки.
Гравітаційні хвилі – це невидимі, але неймовірно швидкі брижі в просторі-часі, викликані одними з найбільш бурхливих енергетичних процесів у космосі. Подорожуючи зі швидкістю світла, гравітаційні хвилі стискають і розтягують все, що проходить.
Лазерна інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія (LIGO) в США спеціально розроблена для виявлення гравітаційних хвиль. Як і інтерферометр Діви в Італії та детектор гравітаційних хвиль Каміока (KAGRA) в Японії, LIGO дозволяє вченим використовувати інформацію, яку вони збирають, для аналізу нашого Всесвіту. До речі, дотепер гравітаційні хвилі спостерігалися від подвійних систем, двох астрономічних тіл — таких як чорні діри або нейтронні зірки — досить близько, щоб їх гравітаційне тяжіння змушувало їх обертатися навколо один одного.
Тепер дослідники з Північно-Західного Університету штату Іллінойс запевняють, що ми можемо вимірювати гравітаційні хвилі, що виходять з одного небінарного джерела: «коконів» уламків навколо вмираючих масивних зірок.
Наднова з колапсом ядра – це масивна зірка, яка зазнала гравітаційного колапсу і знаходиться на останніх стадіях життя. Її колапс пов’язаний з тривалими гамма-сплесками, які проявляються у вигляді енергетичних струменів, які змушують зоряний матеріал утворювати кокон у формі пісочного годинника, коли вони витісняються з зірки.
Дослідники використовували симуляції для моделювання колапсу масивної зірки з моменту її колапсу в чорну діру до виходу джета. Вперше вони продемонстрували, що кокон може випромінювати виявлені гравітаційні хвилі. Це, кажуть дослідники, краще шукати гравітаційні хвилі від гамма-сплесків або наднових, які виникають на частоті, яку LIGO не може виявити.
З іншого боку, кокони асиметричні та високоенергетичні, що, на думку дослідників, повинно означати, що LIGO їх захоплює. І вони мають можливість надати додаткову інформацію.
Робота була опублікована в журналі ArXiv, а наведене нижче відео, зняте Північно-Західним університетом, ілюструє, як кокон вмираючої зірки створює гравітаційну хвилю: