Главная Новости Объект GW200129: астрофизики проанализировали слияние «тяжелых» черных дыр

Объект GW200129: астрофизики проанализировали слияние «тяжелых» черных дыр

Согласно фундаментальному определению, черные дыры - это области пространства-времени, искривленные концентрированной массой до такой степени, что ничто - даже свет - не может оказаться за "горизонтом событий".

Чем интересен объект GW200129?

Мы можем обнаружить ЧД различными методами, например, наблюдая высокоэнергетическое излучение, испускаемое астрономическим объектом. Или рассчитывая, как их гравитация влияет на движение соседних объектов.

Обычно физики используют интерферометры обсерваторий Virgo в Италии и LIGO в США для того, чтобы обнаружения гравитационные волны. Затем они моделируют, как происходило слияние черных дыр.

Некоторые из черных дыр, которые изгибают пространство-время, кажутся "ускоренными", движущимися гораздо быстрее, чем предполагают теоретические расчеты.

В новом исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, ученые предполагают, что энергия, полученная быстро движущимися черными дырами, возникла в результате прошлых слияний, сообщает Альтернативная наука.

Согласно теории, слившиеся черные дыры могут получить дополнительный импульс, если большинство гравитационных волн, испускаемых при столкновении, движутся в одном направлении. Такой сценарий вполне реалистичен, если исходные черные дыры имели очень разные массы или спины.

Вплоть до сегодняшнего дня у физиков не было данных, подтверждающих это предположение.

Когда орбитальная плоскость слияния претерпевает прецессию - смещение направления оси вращения - ожидаются значительные толчки, которые должны оставить заметную амплитудную модуляцию в сигнале гравитационных волн.

Что происходит при слиянии громоздких черных дыр?

В своем исследовании доктор Виджай Варма и его коллеги из Института гравитационной физики имени Макса Планка проанализировали событие под названием "GW200129", которое представляет собой слияние двух черных дыр.

Это первое наблюдение слияния черных дыр с четкой и безошибочной сигнатурой прецессии в гравитационных волнах.

Сигналы GW200129, обнаруженные детекторами LIGO-Virgo, были сопоставлены с предсказаниями, основанными общей теорией относительности Эйнштейна.

По словам исследователей, черная дыра, образовавшаяся в результате слияния, масса которой в 60 раз превышает массу Солнца, получила толчок со скоростью примерно 5 миллионов км в час.

Это намного быстрее, чем скорость большинства галактик, и примерно в три раза быстрее, чем движется наш Млечный Путь.

Столкновение, скорее всего, отправило ЧД за пределы родной галактики.

"Учитывая скорость отталкивания, мы считаем, что вероятность того, что остаток черной дыры GW200129 будет удержан шаровыми ядерными звездными скоплениями, составляет не более 0,48%", - указывает доктор Варма.

Открытие может изменить наше понимание "тяжелых черных дыр", которые возникают в результате многократных слияний.

С другой стороны, слияния, заканчивающиеся ударами, не могут быть слишком частыми, особенно когда идет речь о возникновении тяжелых ЧД.

Если они будут происходить слишком часто, то образовавшиеся объединенные черные дыры рассеются по широкому межгалактическому пространству, что сделает будущие встречи крайне маловероятными.

 

Будущие исследования, по мнению команды, помогут физикам лучше определить скорость так называемых слияний второго поколения, которые способствуют появлению более громоздких астрономических объектов.

Профессор Сол Теукольский, астрофизик-теоретик из Корнельского университета, является руководителем коллаборации Simulating eXtreme Spacetimes (SXS), под эгидой которой проводилось данное исследование.

"Это исследование показывает, как сигналы гравитационных волн могут быть использованы для изучения астрофизических явлений", - заявил профессор Теукольский.

"Считалось, что нам придется ждать более десяти лет, пока появятся детекторы, достаточно чувствительные для такой работы, но данное исследование показывает, что мы можем сделать это уже сейчас - очень интересно!".