Чувствительности LIGO, Virgo и KAGRA оказалось недостаточно для обнаружения слияний нейтронных звёзд в долгих гамма-всплесках

Гамма-всплески представляют собой колоссальные по мощности энергетические выбросы во Вселенной, длительность которых варьируется от мгновений до нескольких часов. Традиционная парадигма разделяет их на короткие, возникающие в результате слияния нейтронных звезд или их столкновений с черными дырами, и длинные, порождаемые коллапсом звезд-гигантов. Однако недавние открытия пошатнули эту догму: в спектрах некоторых продолжительных всплесков были зафиксированы признаки килоновых — специфических оптических сигналов, указывающих именно на слияние компактных объектов.

В рамках свежего исследования международная группа астрофизиков проанализировала данные третьего цикла наблюдений гравитационно-волновых обсерваторий LIGO, Virgo и KAGRA на предмет совпадений с долгими гамма-всплесками. Выборка включила 70 событий, зафиксированных миссиями Swift/BAT и Fermi/GBM, в моменты которых функционировали как минимум два наземных детектора.

Для обработки данных применялся байесовский подход с использованием теоретических моделей (шаблонов) слияний нейтронных звезд и систем «нейтронная звезда — черная дыра». Критерием обнаружения служил коэффициент когерентности (BCR), позволяющий эффективно отсеивать инструментальные помехи. Планка достоверности была задана на уровне 2.8, что гарантирует крайне низкую вероятность ложноположительного результата — менее 0,2%.

Итоги анализа свидетельствуют о том, что ни в одном из 70 рассмотренных случаев значимого гравитационно-волнового отклика зафиксировано не было. Это позволило исследователям рассчитать максимально возможные дистанции до гипотетических источников, которые составили от 50 до 801 мегапарсека в зависимости от локальной чувствительности детекторов в момент всплеска.

Авторы работы констатируют: накопленного массива данных пока недостаточно для того, чтобы точно определить долю долгих гамма-всплесков, инициируемых слияниями. Чтобы получить статистически значимые выводы, необходимо расширить объем поиска почти в 500 раз. Подобный технологический рывок станет реальностью лишь с вводом в строй установок нового поколения, таких как Cosmic Explorer.

Тем не менее, «нулевой» результат имеет высокую научную ценность: он сужает рамки для будущих изысканий и помогает глубже понять природу этих катастрофических явлений. Ученые намерены продолжить мониторинг в следующих циклах наблюдений, надеясь либо впервые зафиксировать корреляцию долгого гамма-всплеска с гравитационной волной, либо окончательно исключить определенные сценарии их происхождения.

Источник: iXBT