Астрономы зарегистрировали гравитационные сигналы от столкновения самых массивных черных дыр

Астрономы зарегистрировали гравитационные сигналы от столкновения самых массивных черных дыр

Напомним нашим читателям, что поиски, начало которым положил еще Альберт Эйнштейн, успешно закончились в 2015 году, когда оборудование эксперимента LIGO впервые в истории зарегистрировало гравитационные волны. За прошедшие с того момента пять лет LIGO и другие подобные научные средства, такие, как европейский детектор Virgo, обнаружили десятки других гравитационных сигналов. И недавно, в результате сотрудничества LIGO и Virgo Scientific, был зарегистрирован новый сигнал от столкновения двух черных дыр, в результате которого образовалась новая черная дыра, масса которой приблизительно в два раза больше массы любой другой черной дыры, обнаруженной ранее при помощи гравитационного метода.

Сигнал, получивший название GW190521, был зарегистрирован 21 мая 2019 года. Его характер, четыре слабых импульса, длительностью менее одной десятой секунды, указывает на то, что он, этот сигнал, является результатом ударного столкновения двух черных дыр с массами в 65 и 85 солнечных масс, произошедшего порядка шести миллиардов лет назад. Образовавшаяся черная дыра имеет массу, превосходящую массу Солнца в 142 раза, а отсутствие массы материи в восемь солнечных масс говорит о том, что эта часть материи была преобразована в энергию, унесенную в глубины космоса в виде гравитационных волн.

Все это указывает на то, что три черных дыры, два «прародителя» и результат слияния — являются намного более крупными, чем любые другие черные дыры, обнаруженные при помощи гравитационных волн. Отметим, что предыдущим обладателем этого своего рода рекорда являлся случай под названием GW170729, когда столкнулись черные дыры с массами в 34 и 50 солнечных масс, а масса образовавшейся черной дыры была равна 80 солнечным массам.

Новое открытие является не просто очередным числом в таблице или на диаграмме. На самом деле этот факт поднимает сразу несколько фундаментальных вопросов о черных дырах и их природе. А именно, масса результата слияния находится в таком диапазоне, в который практически не попадают массы всех других известных подобных объектов. Практически все известные ученым черные дыры условно делятся на две категории, на «звездные» черные дыры, масса которых находится в диапазоне от 5 до 12 солнечных масс, и сверхмассивные черные дыры, массы которых превышают массу Солнца уже в миллионы и даже миллиарды раз. И между этими двумя категориями на шкале масс существует достаточно широкий разрыв.

Астрономы уже выдвинули теорию о том, что могут существовать черные дыры «промежуточной» категории (intermediate mass black hole, IMBH) с массами в 100 — 10 000 солнечных масс, которые заполняют разрыв, о котором речь шла немного выше. И сейчас у ученых уже имеются некоторые факты, указывающие на существование таких черных дыр. А новая образовавшаяся в результате столкновения черная дыра с массой в 142 солнечной массы четко попадает в категорию IMBH, и данный случай является самым надежным подтверждением вышеупомянутой теории.

Результат столкновения является не единственной «причудой» в данном случае. Одна из столкнувшихся черных дыр с массой в 85 солнечных масс также слишком велика для того, чтобы она могла образоваться в результате взрыва сверхновой. И ученые считают, что эта черная дыра уже успела в своем прошлом поглотить несколько меньших черных дыр.

Такой сценарий служит самым подходящим объяснением возможного варианта механизма формирования сверхмассивных черных дыр. Столкновения «звездных» черных дыр порождают более крупные черные дыры, которые в течение миллионов и миллиардов лет продолжают поглощать более мелкие черные дыры, наращивая массу до тех пор, пока их гравитация не вырастает настолько, что она становится способна формировать и удерживать окружающую галактику.

«Регистрация события GW190521 — это огромный шаг к полному пониманию связи между малыми, найденными при помощи детекторов гравитационных волн, и сверхмассивными черными дырами, находящимися в центральных областях крупных галактик» — пишут исследователи, — «И мы надеемся, что нам удастся в будущем стать свидетелями других подобных событий, что позволит развить и подтвердить некоторые из существующих теорий».

Источник

Добавить комментарий