Dviejų neutroninių žvaigždžių susiliejimas paskleidžia tiek gravitacines bangas, tiek elektromagnetinę spinduliuotę – gama ir kitokius spindulius. Stebėdami abu reiškinius, astronomai gali gauti įvairiausių įžvalgų tiek apie Visatos sandarą, tiek apie neutroninių žvaigždžių struktūrą ir ją lemiančius kvantinės fizikos dėsnius.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Pirmasis ir kol kas vienintelis toks signalas aptiktas 2017 metais rugpjūtį. Pirmiausiai pastebėtos gravitacinės bangos, o su gama spindulių žybsniu signalas susietas tik po 11 valandų. Turint omeny, kad gravitacinių bangų signalas trunka mažiau nei minutę, o gama spindulių žybsnis – dar trumpiau, šis laikotarpis atrodo labai ilgas. Visgi tiek laiko užtruko, kol gravitacinių bangų signalą pavyko lokalizuoti danguje – detektoriai fiksuoja bangas, atsklindančias iš visų pusių, ir tik vėlesnė kelių detektorių duomenų analizė leidžia pasakyti, iš kurios pusės atėjo konkretus signalas. Jei galėtume tokią analizę atlikti greičiau, atitinkamai greičiau galėtume signalo kryptimi nukreipti daugybę teleskopų ir gama bei kitą elektromagnetinę spinduliuotę fiksuoti daug tiksliau. Deja, norint pagreitinti lokalizacijos skaičiavimus, dažnai tenka daryti įvairias aproksimacijas, kurios mažina skaičiavimų patikimumą. Bet net ir tokie apytikriai skaičiavimai užtrunka apie valandą.
Dabar mokslininkai pristatė mašininiu mokymu paremtą algoritmą, kuris gravitacines bangas iš neutroninių žvaigždžių poros tiksliai lokalizuoja vos per sekundę. Algoritmas paremtas ankstesniu, kuris skirtas juodųjų skylių susiliejimų analizei, tačiau naujasis pritaikytas daug ilgiau trunkantiems neutroninių žvaigždžių signalams. Naujasis algoritmas ne tik duoda puikius rezultatus su pilnu gravitacinių bangų signalu iki susiliejimo, bet visai neblogai lokalizuoja susidūrimo vietą net ir 10 sekundžių prieš susiliejimą, turėdamas tik artėjančių neutroninių žvaigždžių skleidžiamų bangų duomenis. Be to, jis pateikia informaciją ne tik apie signalo šaltinio vietą danguje, bet ir apie neutroninių žvaigždžių mases, sukimosi greičius ir atstumą iki jų.
Ši informacija gali padėti atsirinkti, kuriuos signalus labiausiai verta stebėti įvairiais teleskopais. Nors kol kas neutroninių žvaigždžių susiliejimų aptikta nedaug, ateityje jų turėtume rasti daug daugiau, taigi galimybė staigiai atsirinkti įdomiausius bus labai naudinga. Tyrėjų teigimu, algoritmas turėtų puikiai veikti ir su ateities detektorių gaunamais ilgos trukmės signalais. Tai gali būti tiek neutroninių žvaigždžių susidūrimai, tiek ir juodųjų skylių susiliejimai, kuriuos ateities detektoriai pradės fiksuoti daug anksčiau, nei dabartiniai.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature“.
