Астрономы, используя пару детекторов US LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), расположенных в Ливингстоне (Луизиана) и Хэнфорде (Вашингтон), а также итальянский детектор Virgo возле Пизы, обнаружили гравитационные волны, генерируемые слиянием самой массивной пары из когда-либо наблюдавшихся. черные дыры. Две вращающиеся черные дыры объединились, когда Вселенной было всего 7 миллиардов лет, что примерно вдвое меньше ее нынешнего возраста. Во время столкновения они создали черную дыру, которая в 142 раза больше массы Солнца, - так называемую черную дыру среднего размера.
Астрономы знают, что черные дыры звездных размеров, то есть черные дыры с массой от 10 до 100 солнечных масс, являются остатками умирающих звезд, и что сверхмассивные черные дыры с массой до нескольких миллиардов солнечных масс находятся в центрах большинства крупных галактик.Однако несколько предполагаемых черных дыр гораздо более загадочного типа разбросаны по всей Вселенной. При весе от 100 до 10 000 солнечных масс это черные дыры среднего размера . Однако это очень трудно измерить, поэтому их существование иногда ставится под сомнение.Конечная масса новообразованной черной дыры составляла 142 массы Солнца. Он образовался во время недавно открытого слияния пары черных дыр, и его вес находится в диапазоне весов черных дыр среднего размера. Следовательно, он находится между звездными и сверхмассивными черными дырами.« С самого начала этот сигнал, длина которого составляет всего одну десятую секунды, побудил нас определить его происхождение» , - сказала профессор Алессандра Буонанно, исследователь из Университета Мэриленда и Института гравитационной физики Макса Планка. « Однако, несмотря на его короткую продолжительность, мы смогли собрать воедино признаки предполагаемого слияния черных дыр, как это предсказывает общая теория относительности Эйнштейна, и поняли, что впервые стали свидетелями рождения черной дыры среднего размера из двух исходных черных дыр. двойные черные дыры от более раннего слияния ".
Сигнал гравитационной волны, получивший название GW190521 , был обнаружен 21 мая 2019 года в 03:02:29 UTC. Во время явления слились две черные дыры, массы которых в 85 × и 66 × превышали массу Солнца. Около 9 масс Солнца исходной пары излучались в виде гравитационных волн.
« Масса более крупной черной дыры в паре помещает ее в область, где ее образование« невозможно »из-за обычных астрофизических процессов» , - говорит профессор Питер Шаухан, исследователь из Университета Мэриленда. « Это кажется слишком массивным, чтобы образоваться из-за коллапса звезды, как обычно образуются звездные черные дыры ».
« Эта« невозможная »черная дыра возникла в результате столкновения черных дыр, в результате чего образовались объекты, которые весят от 100 до 1000 раз больше массы Солнца, что очень редко» , - сказала профессор Сьюзан Скотт, исследователь из Центра ARC. Отличник по открытию гравитационных волн (OzGrav) в Австралийском национальном университете.
« Мы очень рады, что впервые мы смогли напрямую наблюдать черную дыру среднего размера в указанном диапазоне веса. Мы также видели, как он образовался, что подтверждает, что черные дыры среднего размера могут быть образованы путем слияния двух меньших черных дыр ».
Сигнал GW190521, который, вероятно, напоминал четыре коротких колебания, был чрезвычайно коротким по длительности - менее одной десятой секунды.
Источник сигнала GW190521 - самый удаленный из когда-либо обнаруженных источников гравитационных волн.
« Это не похоже на обычное чириканье , - сказал Нельсон Кристенсен, исследователь Французского национального центра научных исследований. «Это больше похоже на« Bang ». Однако это был также самый мощный сигнал от оборудования LIGO и Virgo, который мы видели ».
Используя переходную установку Цвикки, астрономы могли обнаружить вспышку от столкновения GW190521. Это удивительно, потому что черные дыры и их слияние обычно невидимы в бинокль. Одна из теорий заключается в том, что система могла вращаться вокруг сверхмассивной черной дыры.
Вновь образованная черная дыра, возможно, получила "удар" из-за столкновения и буквально выстрелила в новом направлении через газовый диск, окружающий сверхмассивную черную дыру, что привело к интенсивному излучению.
« Существует ряд разнообразных сред, в которых могла образоваться эта черная система с двумя дырами, и газовый диск, окружающий сверхмассивную черную дыру, является одним из них» , - сказал Вайшали Адья, научный сотрудник Центра передового опыта ARC по открытию гравитационных волн (OzGrav). Австралийский национальный университет. « Но также возможно, что эта система состояла из двух первичных черных дыр, которые образовались в молодой Вселенной ».
« Все сделанные нами наблюдения за двумя сталкивающимися черными дырами дают нам новую и удивительную информацию о жизни черных дыр во Вселенной. Мы начинаем обнаруживать разрывы веса ранее рассмотренных черных дыр, включая «невозможные» черные дыры, которые были обнаружены с помощью нашего обнаружения ».
Больше информации о науке и космосе в нашем телеграмм канале: Dark Science | Наука, подписывайся и прокачивай свои мозги.
