Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии - Эмили Левеск

сообщая всем, кто работал с LIGO, что получен сигнал, который выглядит как признак слияния двойной нейтронной звезды, есть большая уверенность, что это не ложная тревога, и сигнал совпал с гамма-всплеском.

Электронное письмо вызвало настоящую лавину сообщений от коллег, которые устремились в чат и начали разбираться с данными. (Натсини Киджбунчу очень точно отразила это в своем комиксе, где оператор спросонья берет в руки мобильный и его чуть ли не сметает с кровати вал сообщений с обсуждениями сигнала.) Первый большой вопрос, на который нужно было найти ответ, заключался в том, почему только LIGO в Хэнфорде сообщила об обнаружении этого сигнала. У детектора обсерватории Virgo в Италии в это время наблюдались проблемы с передачей данных; но если это действительно была гравитационная волна из дальнего космоса, то обсерватория LIGO в Ливингстоне тоже должна была засечь сигнал и отправить уведомление. Что же пошло не так?

Ответ стал очевиден, когда кто-то присмотрелся к данным LIGO в Ливингстоне за этот период времени. Можно было невооруженным глазом увидеть медленный сигнал-«чириканье» от слияния двойной нейтронной звезды, но поверх него наложился шум детектора — как будто палец фотографа, заслонивший угол снимка. Поскольку компьютер был проинструктирован не отправлять уведомление, если данные искажены помехами, то зарегистрированный LIGO в Ливингстоне сигнал поначалу остался незамеченным. К счастью, шум удалось измерить и устранить, и осталась только пара красивых сигналов слияния двойных нейтронных звезд с обоих детекторов, обнаруженных с интервалом в три миллисекунды, причем сначала в детекторе в Луизиане.

Как только данные из Луизианы заняли свое место в головоломке, последние остатки научной осторожности были отброшены, и сотрудников охватило понятное возбуждение. С гравитационной волной и гамма-всплеском это новое событие, названное GW 170817 в честь обнаружения гравитационной волны 17.08.17, стало первым кандидатом на многоканальный сигнал с участием гравитационных волн и электромагнитного излучения.

Тем не менее данные о гамма-излучении хотя и весьма обнадеживали, но еще не означали стопроцентный успех. В конце концов, это могло оказаться просто случайностью — вспышка была чрезвычайно короткой, а местоположение гамма-всплесков довольно трудно определить. Ничего нельзя было сказать определенно, пока астрономы не обнаружат четкую, яркую новую вспышку, которую однозначно зафиксирует наземный телескоп и которая будет соответствовать показателям килоновой. Только обладая всеми тремя сигналами — килоновой, гамма-всплеском и гравитационной волной, — астрономы наконец будут уверены в своем открытии.

Как только к имеющимся данным присоединили дополнительные, с детектора Virgo, группы по изучению гравитационных волн смогли значительно сузить область неба, откуда пришел сигнал. Слияние двойной нейтронной звезды произошло где-то в Южном полушарии, в пределах области размером около 150 полных лун. Но это все равно был внушительный участок, и его еще предстояло обследовать. Так что LIGO обратилась к тем астрономам, которые интересовались именно обнаружением гравитационных волн и располагали собственными коллективами «на подхвате», готовыми подключиться к работе в случае такого события.

Вот почему Эдо Бергер написал Филу и мне, и вот почему в этот день засуетилась немалая часть астрономов, исследующих умирающие звезды и гравитационные волны, — они спешили заполучить телескопное время в Южном полушарии, чтобы искать любые признаки килоновой, связанной с GW 170817. В итоге в наблюдениях было задействовано более семидесяти телескопов.

Как только в Чили окончательно стемнело и начались наблюдения, потребовалось меньше двух часов, чтобы найти искомое. Сама килоновая звезда даже разочаровывала своей простотой: всего лишь маленькая голубая точка на окраине совершенно непримечательной галактики примерно в 130 миллионах световых лет от нас. Но этой точки там совершенно точно не было раньше, и расстояние до нее соответствовало тому, что было определено по данным LIGO, и это была килоновая — все совпало идеально.

Иллюстрация Натсини Киджбунчу. Получение известия об обнаружении слияния двойной нейтронной звезды (© Nutsinee Kijbunchoo)

Просто невероятно, какое неистовое возбуждение охватывает астрономов при виде крошечного пятнышка света, когда оно оказывается в нужном месте. Один коллектив за другим независимо друг от друга обнаруживали этот новый источник излучения, но реагировали на это по-разному. Райан Чорнок из команды Эдо Бергера, прочесывая данные в поисках подходящей новой вспышки, отправил всей команде письмо, которое состояло из ругательства и снимка находки. Чарли Килпатрик из другой команды написал в групповом чате весьма сдержанное «я тут нашел кое-что» и приложил скриншот с килоновой. В общей сложности килоновую звезду, соответствующую объекту GW 170817, обнаружили пять команд независимо друг от друга и с разницей около двадцати минут.

Это открытие стало лишь первым шагом. Как только была обнаружена килоновая звезда, астрономы немедленно принялись выжимать из этого единственного клочка неба и пятнышка света все, что только возможно. Визуализация, спектральные характеристики, рентгеновское, ультрафиолетовое, оптическое, инфракрасное и радиоизлучение… В малых и больших обсерваториях, наблюдающих за килоновой и ее галактикой, был задействован почти каждый телескоп, который можно было направить на этот участок неба, и наряду со специалистами, изучавшими гравитационные волны, в эту бешеную гонку втянули всех астрономов, просто оказавшихся под рукой.

Еще больше усложняло ситуацию то, что многие астрономы как раз в это время разъезжались в самые отдаленные уголки Соединенных Штатов наблюдать за солнечным затмением, которое ожидалось 21 августа. Манси Касливал, руководитель одной из команд, занимавшихся дополнительными исследованиями после появления килоновой, уже вызвалась участвовать в массовом мероприятии по наблюдению затмения в Калифорнийском технологическом институте, и в эти несколько дней ей пришлось управляться одновременно с затмением, десятью тысячами возбужденных участников мероприятия и собственным маленьким ребенком, одновременно координируя новости от всей своей команды и срочные телефонные звонки от космического телескопа «Хаббл» с просьбой дать окончательные планы наблюдений. В другой команде Мария Драут и еще несколько астрономов также вызвались вести мероприятие, связанное с затмением, в школе в штате Айдахо. Перед этим они выехали в давно запланированную автотуристическую поездку по штату Юта, но оказалось, что все они «на подхвате» на случай гравитационной волны, так что им пришлось по очереди работать на заднем сиденье, подключив ноутбуки к слабенькому мобильному интернету, останавливаться в ресторанах с Wi-Fi, чтобы загрузить новые данные, и анализировать их, сидя в палатке.

История с GW 170817 также примечательна тем, что любые попытки сохранить секретность потерпели сокрушительное поражение. Слухи об открытии распространились в интернете почти мгновенно, а последний удар нанес аккаунт в Твиттере, принадлежащий космическому телескопу «Хаббл». Примерно за год до этого аккаунт @spacetelelive начал публиковать автоматизированные твиты, сообщавшие о том, за чем именно сейчас наблюдает телескоп («Смотрю на объект А с помощью камеры B для доктора C» и т. п.), подставляя