Поделиться
Международная команда астрономов, работающая с данными коллабораций LIGO и Virgo, зафиксировала самый мощный за всю историю наблюдений сигнал от массивного источника гравитационных волн.
Отчеты об исследовании появились сразу в двух научных журналах - Physical Review Letters и Astrophysical Journal Letters. Коротко же о нем рассказывается на сайте Массачусетского технологического института.
Сообщается, что исследователи поймали сигнал, рожденный в результате, возможно, самого массивного слияния черных дыр, которое когда-либо наблюдалось в исследованиях гравитационных волнах. Другой важный результат заключается в первом достоверном обнаружении черной дыры "промежуточной массы".
Сигнал исследователи обозначили как GW190521. Он был пойман еще 21 мая 2019 года с помощью лазерной интерферометрической обсерватории гравитационных волн (LIGO). Кроме того, его зафиксировал детектор длиной три километра в Италии.
Этот сигнал по продолжительности занял менее одной десятой секунды. Ученые считают, что источник находился на расстоянии примерно пять гигапарсек от Земли, причем Вселенная тогда была вдвое моложе, чем сейчас. Это делает его одним из самых отдаленных от нашей планеты источников гравитационных волн, обнаруженных на сегодняшний день.
Анализ данных был проведен при помощи мощного набора современных вычислительных и модельных инструментов. Ученые пришли к выводу, что событие GW190521, вероятно, является следствием слияния бинарных черных дыр, каждая из которых обладала весьма необычными свойствами.
Было установлено, что в данном случае в слиянии участвовали две черные дыры с массами примерно в 85 и 66 раз больше массы нашего Солнца. Объединенная команда LIGO-Virgo измерила их параметры и обнаружила, что по мере того, как черные дыры вращались все ближе друг к другу, они могли вращаться вокруг своих собственных осей под углами, которые не совпадали с осью их орбит.
Возможно, именно неравномерное вращение и привело к прецессии, из-за чего орбиты начали "колебаться", а массивные черные дыры двигались по спирали навстречу друг другу. Новый сигнал, вероятно, был испущен в момент слияния этих объектов. В результате образовалась еще более массивная черная дыра с массой около 142 масс Солнца. При этом высвободилось огромное количество энергии, эквивалентное примерно восьми массам Солнца. Оно распространилось по Вселенной в виде гравитационных волн.
"Это не очень похоже на ту космическую "рябь", которую мы обычно наблюдаем, - говорит соавтор работы Нельсон Кристенсен из Французского национального центра научных исследований (CNRS). - Это больше напоминает звук взрыва, и это самый мощный сигнал, который только наблюдали LIGO и Virgo".
Кстати, первое обнаружение гравитационных волн коллаборацией LIGO приходится на 2015 год. Тогда это стало настоящей сенсацией. Теперь же LIGO вновь удивляет, в первую очередь, использованием новых методов. Они показали, что современные приборы способны обнаруживать сигналы от совершенно непредсказуемых астрофизических событий.
Уникальность события GW190521 заключается и в том, что образованная в результате слияния черная дыра массой в 142 массы Солнца находится в промежуточном диапазоне между массами звезд и сверхмассивными черными дырами. Это первый подобный объект в своем роде из когда-либо обнаруженных. В своих работах ученые предложили несколько возможных объяснений, но каждое из них породило новые вопросы.
"Тот факт, что мы видим черную дыру в этом массовом разрыве, заставит многих астрофизиков почесать головы и попытаться выяснить, как эти черные дыры были созданы", - говорит Кристенсен.