Благодаря прорыву в астрономии гравитационных волн ученые смогли обнаружить несколько пар черных дыр - так называемые системы двойных черных дыр - благодаря их столкновениям. Тем не менее, ученые все еще задаются вопросом, сколько из этих черных дыр образовалось из звезд и как они стали такими близкими за время, прошедшее после Большого взрыва.
Новая идея, разработанная одним из астрофизиков из Университета Вандербильта, может позволить нам определить количество звезд, доступных в истории Вселенной, которые могут сталкиваться друг с другом в двойных системах, состоящих из черных дыр.
Научная статья, опубликованная в The Astrophysical Journal Letters, позволит последующим ученым интерпретировать популяцию звезд и проверить теории образования всех сталкивающихся черных дыр в истории Вселенной.
"До сих пор исследователи задавались вопросом о формировании и существовании пар черных дыр во Вселенной, но происхождение их предков - звезд - до сих пор оставалось загадкой. В рамках нашего исследования мы провели анализ сталкивающихся черных дыр на основе имеющихся в настоящее время астрофизических наблюдений. В ходе исследований мы разработали фундаментальное ограничение, которое говорит нам, сколько звезд с начала Вселенной завершит свою жизнь в виде черной дыры, сталкивающейся с другой черной дырой", -
говорит Каран Джани, ведущий автор и астрофизик в университете Вандербильта.
Подтверждая общую теорию относительности, которая говорит нам, как именно взаимодействуют черные дыры и как они сталкиваются, Джани и Абрахам Леб из Гарвардского университета использовали волновой детектор LIGO для создания переписи пространственных и временных ресурсов Вселенной в любое время. Затем исследователи разработали ограничения, которые учитывали каждый шаг в формировании систем вух черных дыр: количество звезд, доступных во Вселенной, процесс перехода каждой звезды в стадию черной дыры и обнаружение столкновений этих черных дыр через сотни миллионов лет из-за гравитационных волн, испускаемых в этих столкновениях.
"Основываясь на текущих наблюдениях, мы считаем, что 14 процентов всех массивных звезд во Вселенной будут сталкиваться как черные дыры с другими черными дырами. Это потрясающее природное явление. Такие дополнительные ограничения должны помочь исследователям проследить историю черных дыр" - добавляет Джани.
Источник: Университет Вандербильта