“Карнавалы” черных дыр могут производить сигналы, наблюдаемые детекторами гравитационных волн

6 / 12 / 2022 03:34, автор: Анатолій Колесник
“Карнавалы” черных дыр могут производить сигналы, наблюдаемые детекторами гравитационных волн - фото
Художественное изображение скопления черных дыр в ядре звездного кластера. Credit: ESA/Hubble, N. Bartmann

Новое исследование показывает, что большая часть наблюдаемых столкновений бинарных черных дыр могла произойти в звездных скоплениях.

Об этом рассказывают в Центре передового опыта по обнаружению гравитационных волн Австралийского исследовательского совета (OzGrav), передают OstanniPodii.com.

С 2015 года коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA обнаружила около 85 пар черных дыр, врезающихся друг в друга. Теперь мы знаем, что Эйнштейн был прав: гравитационные волны генерируются этими системами, когда они вращаются друг вокруг друга, искажая пространство-время своими колоссальными массами. Мы также знаем, что эти космические катастрофы происходят часто: по мере улучшения чувствительности детекторов ожидается, что в следующем цикле наблюдений, который начнется в 2023 году, эти события будут улавливаться почти ежедневно. Что мы еще не знаем - так это то, что вызывает эти столкновения.

Черные дыры образуются, когда умирают массивные звезды. Как правило, эта смерть имеет насильственный характер - экстремальный всплеск энергии, который либо разрушает, либо отталкивает близлежащие объекты. Поэтому трудно сформировать две черные дыры, расположенные достаточно близко друг к другу, чтобы они слились в пределах возраста Вселенной. Один из способов добиться их слияния - столкнуть их в густонаселенных средах, таких как центры звездных скоплений.

В звездных скоплениях черные дыры, которые изначально находились очень далеко друг от друга, могут быть столкнуты вместе с помощью двух механизмов:

  • Во-первых, существует сегрегация масс, которая приводит к тому, что наиболее массивные объекты опускаются к середине гравитационного потенциального колодца. Это означает, что любые черные дыры, рассеянные по кластеру, должны оказаться в центре, образуя невидимое "темное ядро".
  • Во-вторых, существуют динамические взаимодействия. Если две черные дыры образуют пару в скоплении, на их взаимодействие может повлиять гравитационное влияние близлежащих объектов. Эти влияния могут отбирать орбитальную энергию у бинаров и подталкивать их ближе друг к другу.

Сегрегация масс и динамические взаимодействия, которые могут происходить в звездных скоплениях, могут оставить свои отпечатки на свойствах сливающихся бинаров. Одним из ключевых свойств является форма орбиты бинара непосредственно перед его слиянием.

Поскольку слияния в звездных скоплениях могут происходить очень быстро, орбитальные формы могут быть довольно вытянутыми - они меньше похожи на спокойный, размеренный круг, который Земля проходит вокруг Солнца, и больше напоминают сжатый эллипс, которым комета Галлея мчится во время своих визитов в Солнечную систему и из нее. Когда две черные дыры находятся на такой вытянутой орбите, их гравитационно-волновой сигнал имеет характерные модуляции, и его можно изучить для поиска подсказок о месте встречи двух объектов.

Группа исследователей и выпускников OzGrav работает вместе над изучением орбитальных форм бинаров черных дыр. Группа под руководством доктора Изобель Ромеро-Шоу (которая ранее работала в Университете Монаша, а теперь работает в Кембриджском университете) и профессоров Пола Ласки и Эрика Трейна из Университета Монаша обнаружила, что некоторые из бинаров, которые наблюдает коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA, действительно имеют вытянутые орбиты, что указывает на то, что они могли столкнуться в густонаселенном звездном скоплении. Результаты исследования показывают, что большая часть наблюдаемых столкновений бинарных черных дыр - по меньшей мере 35% - могла произойти в звездных скоплениях.

"Мне нравится думать о бинарах черных дыр как о партнерах по танцу", - объясняет доктор Ромеро-Шоу. "Когда пара черных дыр эволюционирует вместе в изоляции, они похожи на пару, исполняющую медленный вальс наедине в бальном зале. Это очень контролируемо и осторожно; красиво, но ничего неожиданного. В противоположность этому атмосфера карнавала внутри звездного скопления, где одновременно может происходить множество разнообразных танцев; большие и маленькие танцевальные группы, фристайл и множество сюрпризов".

Хотя результаты исследования пока не могут точно сказать нам, где именно происходит слияние наблюдаемых бинаров черных дыр, ученые предполагают, что карнавалы черных дыр в центрах звездных скоплений могут быть важным вкладом.

Работа была опубликована 5 декабря в The Astrophysical Journal. Статья называется "Четыре эксцентричных слияния увеличивают доказательства того, что бинарные черные дыры LIGO-Virgo-KAGRA формируются динамически".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

ТЕГИ:

 

Последние новости

сегодня:
четверг, 28 марта:

все новости


 
ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ:
26-31 марта в Киеве проходят продуктовые ярмарки

17:55, 25 марта 2024 г.
26-31 марта в Киеве проходят продуктовые ярмарки
 
Сотрудник фсб рф открыто носит свастику

10:45, 27 марта 2024 г.
Сотрудник фсб рф открыто носит свастику
 
Астрономы обнаружили крошечную черную дыру, неоднократно проби...

07:12, 28 марта 2024 г.
Астрономы обнаружили крошечную черную дыру, неоднократно проби...
 
Кабмин одобрил законопроект, которым повышается акциз на топливо

18:55, 22 марта 2024 г.
Кабмин одобрил законопроект, которым повышается акциз на топливо
 
Харьков почти без света: более 15 ударов ракетами

05:18, 22 марта 2024 г.
Харьков почти без света: более 15 ударов ракетами
 
 
ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
Астрономы обнаружили крошечную черную дыру, неоднократно проби...

07:12, 28 марта 2024 г.
Астрономы обнаружили крошечную черную дыру, неоднократно проби...
 
Сверхмассивные черные дыры ненадолго просыпаются из глубокого...

07:52, 27 марта 2024 г.
Сверхмассивные черные дыры ненадолго просыпаются из глубокого...
 
JWST разглядел большое количество новорожденных квазаров в ран...

07:04, 10 марта 2024 г.
JWST разглядел большое количество новорожденных квазаров в ран...
 
Машинное обучение показало, что только слияния галактик недост...

11:30, 7 марта 2024 г.
Машинное обучение показало, что только слияния галактик недост...
 
Уэбб открыл тайны галактики, одной из самых отдаленных среди к...

06:22, 5 марта 2024 г.
Уэбб открыл тайны галактики, одной из самых отдаленных среди к...
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie