Обсерватории LIGO и ViRGO засекли первые следы черной дыры промежуточной массы

Технологии

ТАСС, 2 сентября. Гравитационные телескопы LIGO и VIRGO обнаружили всплеск гравитационных волн от слияния черной дыры звездной массы и необычно крупного объекта. Астрономы предполагают, что это так называемая черная дыра промежуточной массы. Статью с результатами работы ученых опубликовал научный журнал Physical Review Letters.

На эту темуКак устроена обсерватория LIGO, где открыли гравитационные волны

"Это событие поставило перед нами больше вопросов, чем дало ответов. Это особенно интересно с точки зрения астрономии и физики. К примеру, в отличие от всех остальных событий, источником которых точно было слияние двух объектов, в данном случае мы можем допустить и другие, более интересные сценарии рождения этого сверхмощного гравитационного всплеска", – рассказал один из авторов статьи, профессор Калифорнийского технологического института в Пасадене (США) Алан Вайнштейн.

Ученые выделяют два типа черных дыр, которые отличаются по массе. Сверхмассивные черные дыры обычно располагаются в центрах галактик, они тяжелее Солнца в миллионы или миллиарды раз. Второй тип – черные дыры звездной массы – возникают после гравитационного "схлопывания" крупных светил.

Астрономы предполагают, что кроме этих двух должны существовать и черные дыры так называемой промежуточной массы. Как это ясно из названия, они занимают среднее положение между двумя основными типами этих объектов. Ученые предполагают, что черные дыры промежуточной массы играли важную роль в эволюции сверхмассивных черных дыр в первые эпохи существования Вселенной. Это объясняет, как они смогли очень быстро набирать массу.

За последние годы ученые открыли сразу несколько кандидатов на эту роль как за пределами нашей Галактики, так и внутри нее. Правда, ни одного из них научное сообщество пока однозначно не признало.

В пользу того, что черные дыры промежуточной массы существует, говорят наблюдения гравитационных обсерваторий. Они указывают, что необычно тяжелых черных дыр звездной массы довольно много.

Профессор Вайнштейн и его коллеги нашли новые подтверждения этому факту. Кроме того, изучая событие GW190521 – один из двух всплесков гравитационных волн, которые детекторы LIGO и VIRGO засекли 21 мая 2019 года, – они открыли первые гравитационные "следы" существования черной дыры промежуточной массы.

Загадки гравитационной Вселенной

Физики предполагали, что источником обоих всплесков были слияния черных дыр звездной массы в далеких галактиках. Одна из этих галактик располагалась на рекордно большом расстоянии от Земли – свет от нее шел до Солнечной системы 8 млрд лет. Детально изучив ее, исследователи пришли к выводу, что у объектов, которые были источником этого явления, была рекордно большая совокупная масса – большей солнечной примерно в 151 раз.

В результате их слияния образовалась гигантская черная дыра в 142 раза тяжелее Солнца. 9 "оставшихся" солнечных масс напрямую преобразовались в колебания пространства–времени. Это стало большой неожиданностью для астрофизиков, так как масса одного из участвовавших в слиянии объектов была больше солнечной в 85 раз.

' Симуляция слияния двух черных дыр, в 85 и 66 раз тяжелее Солнца. Credit – Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) Collaboration/Youtube'

Столь тяжелые черные дыры, как отмечают исследователи, в принципе не должны формироваться из-за выгорания звезд. Это связано с тем, что особенно крупные звезды, массы которых достаточно для формирования столь крупной черной дыры, должны заканчивать свое существование в виде так называемой парно-нестабильной сверхновой. При этом практически вся материя светила напрямую преобразуется в свет и другие формы энергии, не оставляя "стройматериалов" для формирования черной дыры.

Открытие GW190521, как отмечает Вайнштейн, говорит о том, что столь крупные черные дыры все же могут существовать и расти, сливаясь с другими объектами. Ученый подчеркнул, что не нужно исключать и того, что источником этого всплеска была гигантская одиночная звезда с экзотической структурой и составом, которая превратилась в черную дыру промежуточной массы напрямую – после того, как у нее закончились запасы водорода. Насколько это возможно и какая масса должна была у такого объекта, теоретикам еще предстоит разобраться.

Астрономы пока не могут сказать, где такие звезды могут существовать и как часто черные дыры сливаются друг с другом. Они надеются, что возобновление работы LIGO и VIRGO, а также открытие новых гравитационных всплесков от черных дыр промежуточной массы даст ответ на этот вопрос и поможет понять, какую роль такие объекты играют в возникновении сверхмассивных черных дыр.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Русский общественный контроль
Добавить комментарий