Группа ученых, занимающихся гравитационными волнами, обнаружила, что когда две черные дыры сталкиваются и соединяются друг с другом,
то образовавшаяся черная дыра излучает повторяющиеся гравитационные волны, которые могут рассказать нам об ее форме.
Черные дыры - одни из самых интересных объектов во Вселенной. На их поверхности, известной как «горизонт событий», гравитация настолько сильна, что даже свет не может избежать ее. Обычно черные дыры - спокойные, тихие объекты, которые проглатывают все, что подходит к ним слишком близко. Однако, когда две черные дыры сталкиваются и соединяются друг с другом, они вызывают одно из самых катастрофических событий во Вселенной: сильно искаженная черная дыра рождается за доли секунды, и когда она принимает свою окончательную форму, она выделяет огромное количество энергии. Это явление дает астрономам уникальную возможность наблюдать быстро меняющиеся черные дыры и изучать гравитацию в ее самой экстремальной форме.
Хотя сталкивающиеся черные дыры не излучают свет, астрономы могут наблюдать обнаруженные гравитационные волны, отражающиеся от них. Ученые предполагают, что после столкновения поведение оставшейся черной дыры является ключом к пониманию гравитации и должно быть закодировано в излучаемых гравитационных волнах.
В недавно опубликованной статье группа ученых под руководством проф. Хуана Кальдерона Бустильо показала, как гравитационные волны кодируют форму сливающихся черных дыр, когда они принимают окончательную форму.
Соавтор Кристофер Эванс говорит: «Мы смоделировали столкновения черных дыр с помощью суперкомпьютеров, а затем сравнили быстро меняющуюся форму оставшейся черной дыры с испускаемыми ею гравитационными волнами. Мы обнаружили, что эти сигналы намного богаче и сложнее, чем принято считать, что позволяет нам больше узнать о сильно меняющейся форме образовавшейся черной дыры».
Гравитационные волны от сталкивающихся черных дыр - это очень простые сигналы, известные как «щебетание». Когда две черные дыры приближаются друг к другу, они излучают сигнал с увеличивающейся частотой и амплитудой, который указывает скорость и радиус орбиты. По мнению проф. Кальдерона Бустильо: «Высота и амплитуда сигнала увеличивается по мере того, как две черные дыры сближаются все ближе и ближе». После удара последняя оставшаяся черная дыра излучает сигнал постоянной высоты тона и уменьшающейся амплитуды - как звук ударившего колокола». Этот принцип согласуется со всеми предыдущими наблюдениями гравитационных волн во время исследования столкновения "сверху".
Однако исследование показало, что когда столкновение наблюдается с «экватора» оставшейся черной дыры, происходит нечто совершенно иное.
«Когда мы наблюдали черные дыры с их экватора, мы обнаружили, что эта оставшаяся черная дыра излучает более сложный сигнал, который несколько раз поднимается и опускается, прежде чем затихнет. Другими словами, черная дыра на самом деле "щебечет" несколько раз», - объясняет проф. Кальдерон Бустильо.
Команда обнаружила, что это связано с формой последней черной дыры, которая действует как своего рода маяк на гравитационных волнах: «Когда две исходные« материнские черные дыры имеют разные размеры, последняя черная дыра изначально выглядит как каштан. Оказывается, черная дыра излучает более интенсивные гравитационные волны через самые изогнутые области.
Проф. Пабло Лагуна отметил, что «хотя связь между гравитационными волнами и поведением оставшейся черной дыры предполагалась уже давно, наше исследование представляет собой первый ясный пример такого рода отношений».
Источник: OzGrav
