Завершена обработка данных с последней серии поисков гравитационных волн с помощью объединенных усилий детекторов LIGO и Virgo. Она проходила с ноября 2019 года по март 2020-го. За это время было зарегистрировано 35 гравитационно-волновых событий. В среднем это почти 1,7 события за неделю, что позволяет назвать последнюю серию наблюдений самой продуктивной. Всего было обнаружено 90 гравитационно-волновых явлений, начиная с первого обнаружения гравитационных волн в сентябре 2015 года.
«Мы зарегистрировали еще 35 событий. Это огромное количество. Особенно по сравнению с тремя, которые обнаружили во время первого цикла наблюдений в 2015-16 годах, - сказала астрофизик Сьюзан Скотт из Австралийского национального университета. – Это действительно новая эра обнаружения гравитационных волн. Число открытий растет, открывая много информации о жизни и смерти объектов во Вселенной».
Из 35 новых событий 32, вероятнее всего, были вызваны слиянием пар черных дыр. В некоторых случаях удалось установить массу исходных черных дыр и получившегося в результате слияния объекта. Самая массивная из участвовавших в слиянии черных дыр имела массу в 87 солнечных. Эта черная дыра слилась с другой, которая в 61 раз массивнее Солнца. В результате образовалась черная дыра в 141 солнечную массу. Это событие получило название GW200220_061928.
В результате еще одного слияния образовалась черная дыра в 104 массы Солнца. Обе образованные черные дыры относятся к черным дырам промежуточной массы – объектов этого класса было обнаружено очень мало. Поэтому они особенно интересны. Событие GW200220_061928 еще интересно и тем, что как минимум одна из исходных черных дыр оказалась в диапазоне так называемого верхнего разрыва массы.
Согласно существующим моделям, черные дыры массой более 65 солнечных не могут образоваться из одной звезды в результате коллапса как черная дыра звездной массы. Это потому, что их звезды-предшественницы должны быть настолько массивны, что их сверхновые, известные как сверхновые с парной нестабильностью, должны полностью уничтожить ядро звезды, не оставляя ничего, что могло бы гравитационно коллапсировать в черную дыру.
Это говорит о том, что черная дыра массой в 87 солнечных может быть продуктом предыдущего слияния черных дыр звездной массы. GW200220_061928 – не первое событие, связанное с черной дырой в верхнем разрыве масс. Но его обнаружение предполагает, что последовательные слияния черных дыр не являются такой уж редкостью.
Еще одно событие включает в себя объект в нижнем разрыве масс – это диапазон от 2,5 до 5 масс Солнца. Нет убедительных доказательств обнаружения нейтронных звезд в 2,5 раза массивнее Солнца и черных дыр, массой менее чем в 5 солнечных. Но событие GW200210_092254 включало в себя объект в 2,8 массы Солнца. Астрономы пришли к выводу, что, вероятно, это очень маленькая черная дыра.
Остальные три события из новых 35 обнаруженных были вызваны слиянием черной дыры с чем-то менее массивным, вероятно, с нейтронной звездой.
«Только сейчас мы по-настоящему начинаем ценить удивительное разнообразие черных дыр и нейтронных звезд, - сказал астроном Кристофер Берри из Университета Глазго. – Наши последние результаты доказывают, что они бывают разных размеров и комбинаций. Мы решили некоторые давние загадки, но и поставили новые вопросы. Используя эти наблюдения, мы становимся ближе к разгадке тайн того, как развиваются строительные блоки нашей Вселенной».
