Исследователи считают, что космический гамма-телескоп Ферми представляет собой наилучший инструмент для поиска источников гравитационных волн в гамма диапазоне

Сразу же после объявления об открытии гравитационных волн на обсерватории LIGO  последовало сообщение о том, что через полсекунды после их регистрации космический гамма-телескоп Ферми (НАСА) обнаружил слабую вспышку гамма-излучения в той же области неба. Вспышка длилась около секунды. Проанализировав сигнал, исследователи пришли к выводу, что вероятность того, что это случайное совпадение двух событий, составляет лишь 0,2 %. В докладе на конференции Американского физического общества, прошедшей 16-19 апреля 2016 года в Солт-Лейк-Сити (США), ученые объявили, что телескоп Ферми готов искать подобные источники гравитационных волн совместно с гравитационными обсерваториями LIGO и VIRGO. Результаты исследования этой вспышки посланы в журнал The Astrophysical Journal (предварительный препринт http://arxiv.org/abs/1602.03920).

Локализация источника гравитационных волн. Вверху слева типичная область расположения источника по данным Ферми, справа – по данным LIGO. Внизу – область локализации полученная их пересечением.

Локализация источника GW150914. Красным цветом выделена область, определенная по данным Ферми, зеленым и синим – по данным LIGO. Зеленым цветом показана область пересечения. В реальность область справа от пунктира закрыта диском Земли (NASA's Goddard Spac

Внутреннее устройство гамма-телескопа Ферми.

В настоящее время гравитационно-волновые обсерватории не могут определить точное положение источника принятого сигнала. По их данным исследователи определяют лишь достаточно большую область неба, где он может находиться. На помощь может прийти телескоп Ферми, хотя у него с точностью локализации та же самая проблема. Однако пересечение этих двух регионов позволяет значительно сократить область неба, в которой следует искать источник гравитационных волн.

Для источника гравитационных волн, зафиксированных 14 сентября 2015 года, который получил название GW150914, специалисты LIGO сумели определить его место расположения в виде дуги на небе, охватывающей площадь около 600 квадратных градусов. Как пошутил один из исследователей, это слишком большой стог сена для поиска иглы. Сопоставление с данными телескопа Ферми позволило сократить этот регион в три раза. Правда, следует отметить, что ученым повезло, часть области удалось отбросить благодаря тому, что она была закрыта диском Земли.

Несмотря на столь малую вероятность случайного совпадения, о которой говорят авторы работы, среди астрофизиков пока нет единодушия в том, относится ли данная вспышка к слиянию двух черных дыр, породившему гравитационные волны. Дело в том, что по современным представлениям такое слияние должно происходить без электромагнитного излучения, в том числе и без гамма-излучения.  Чтобы излучение имело место, вокруг черных дыр должно присутствовать достаточное количество газа. Но тогда его излучение было бы обнаружено задолго до их слияния. И если это не совпадение, то надо искать альтернативные теории, в которых сливающиеся черные дыры могли бы создавать наблюдаемое гамма-излучение.

Если при дальнейших наблюдениях удастся обнаружить гамма-излучение, возникающее при слиянии черных дыр, это станет важным открытием, которое расширит наши представления о происходящих при этом процессах.

Благодаря широкому диапазону  наблюдаемых энергий излучения и большому полю зрения гамма-телескоп Ферми на сегодняшний день представляет собой главный инструмент для обнаружения коротких гамма-вспышек, длящихся не более двух секунд. Именно таковы оценки продолжительности процесса слияния черных дыр или нейтронных звезд, считающегося самым сильным источником гравитационных волн.

По материалам NASA и Презентации авторов работы на конференции