Космические сирены: как гамма-всплески выдают слияния звёзд экспресс

Оригинал: "Wide Jets or Low Rates: Reconciling Short GRB and Gravitational-Wave Neutron Star Merger Rates"
arXiv:2604.05046 · 2026-04-06 · CC BY 4.0 · 1 мин
Гравитационные волны и короткие гамма-всплески рассказывают об одном и том же событии, но с разных сторон.

Два нейтронных ядра сталкиваются, и пространство вокруг них дрожит, как поверхность пруда от брошенного камня. Эту дрожь ловят огромные детекторы гравитационных волн. А если при столкновении выбрасывается узкий луч гамма-излучения, его видят космические телескопы как короткий гамма-всплеск.

Оба сигнала рассказывают об одном и том же событии, но не всегда совпадают по числу. Свежие данные с детекторов LIGO, Virgo и KAGRA показали меньше слияний нейтронных звёзд, чем ожидалось по числу гамма-всплесков. Астрофизики проверили: можно ли объяснить разницу, если струи плазмы при слиянии летят не во все стороны, а только под определённым углом.

Струя плазмы — это как луч фонарика. Если он узкий, то вспышку видно только тем, кто стоит прямо на пути луча. Если широкий — свет заметят и сбоку.

Оказалось, что если больше половины слияний нейтронных звёзд запускают струю с углом раскрытия хотя бы 10 градусов, то число гамма-всплесков и гравитационных сигналов сходится. А вот для узких струй в 6 градусов потребовалось бы, чтобы гамма-всплесков было меньше, чем показывают некоторые оценки.

Слияния нейтронных звёзд с чёрными дырами тоже вносят вклад, но небольшой — примерно 6–16% от всех коротких гамма-всплесков. Они не могут объяснить самые высокие оценки частоты всплесков, но и не мешают общей картине.

Гравитационные волны не требуют, чтобы мы смотрели в нужную сторону: они проходят сквозь Землю и регистрируются всегда, когда событие достаточно близко. Гамма-всплеск виден только при удачном расположении луча.

Так что пока данные не противоречат друг другу. Главными источниками коротких гамма-всплесков остаются слияния двух нейтронных звёзд, а их струи чаще бывают широкими, чем узкими.

Короткий гамма-всплеск длится меньше двух секунд, но за это время выделяет столько энергии, сколько Солнце испустит за всю свою жизнь.

В фильме «Интерстеллар» слияние чёрных дыр вызывает гравитационные волны, которые герои используют для связи — похожий принцип лежит в основе наблюдений за слияниями нейтронных звёзд.

Учёные
Bernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip ThorneRainer WeissAlbert Einstein
Понятия
слияние гамма-всплеска слияние нейтронных звёзд gw190814 GWTC gw170817 отношение масс частота гравитационной волны спутник Свифт пульсации магнитара в гамма-всплесках эхо гравитационных волн наногравитация событие слияние двойной нейтронной звезды быстрый радиовсплеск прямые волны пустыня коричневых карликов взаимодействие двойной чёрной дыры