Наблюдения за гравиволнами позволили найти 128 слияний черных дыр и нейтронных звезд
До сих пор совместные наблюдения гравитационно-волновых обсерваторий LIGO, Virgo и KAGRA показывали только 90 кандидатов в слияния, порождающие гравиволны. Новый каталог более чем удвоил число этих объектов и породил серьезные астрофизические вопросы.
Открытие гравитационных волн в прошлом десятилетии стало важнейшим событием в физике и привело к вручению Нобелевской премии. Дело было не только в подтверждении теории Эйнштейна: из гравиволновых данных следовало, что при слиянии пара черных дыр теряет несколько процентов своей массы. Учитывая, что согласно тому же Эйнштейну гравиволны массы не имеют (с чем согласны не все современные физики), это означало: при каждом таком событии масса Вселенной несколько сокращается. Отталкиваясь от этой точки зрения, после открытий LIGO было предложено новое объяснение феномена темной материи и энергии, а равно и новая космологическая модель.
Однако само по себе первое открытие еще не составляет статистики, не позволяет судить о том, насколько это явление массово и типично для космоса. Поэтому накопление новых результатов таких наблюдений имеет важнейшее научное значение. Коллаборации ученых из гравиволновых обсерваторий LIGO, Virgo и KAGRA проанализировали новый массив с данными наблюдений за май 2023-январь 2024 года и опубликовали свои выводы на сервере препринтов Корнеллского университета.
До сих пор было известно 90 кандидатов в зарегистрированные источники гравиволн, а в наблюдениях за примерно полгода их нашлось еще 128. То есть теперь очевидно, что эти события происходят очень часто: даже несмотря на несовершенство наших измерительных систем, их, как минимум, сотни в год. При этом среди сигналов численно преобладали слияния двух черных дыр между собой. Напротив, слияния нейтронных звезд с черными дырами или между собой были крайне редки.
Все это ставит перед астрофизиками ряд вопросов. Ключевой из них: почему так велико число слияний черных дыр между собой? Дело в том, что в черные дыры превращаются лишь объекты с массой более примерно 2,17 солнечных (предел Оппенгеймера-Волкова). А нейтронные звезды — из объектов массой от примерно 1,38 солнечных (предел Чандрасекара) до 2,17. При этом объект-предшественник черной дыры или нейтронной звезды существенно менее массивен, чем звезда, из остатков которой он формируется при взрыве сверхновой. Ведь такое событие уносит значительную часть массы этой сверхновой и только ее обжатое взрывом ядро становится нейтронной звездой или черной дырой.
Астрономии известна так называемая начальная функция масс звезд, распределение частоты встречаемости светил разной массы во Вселенной. По ней выходит, что черных дыр в ней должно быть в разы меньше, чем нейтронных звезд. Однако на практике наблюдения за гравиволнами показывают, что нейтронные звезды сливаются как минимум в десятки раз реже, чем черные дыры. Это нелогично, потому что более частые объекты чаще должны сближаться до расстояний, ведущих к их слиянию. То есть по гравиволновым наблюдениям либо нейтронных звезд в сто раз меньше, чем должно быть, либо черных дыр в сто раз больше, чем должно быть.
Другой вопрос, поднимаемый новыми наблюдениями: почему вообще в данных такое огромное количество слияний черных дыр, при том, что наблюдения в оптическом диапазоне показывают ничтожно малое число событий такого рода. Слияния, которые регистрируют LIGO, Virgo и KAGRA, должны происходить там же, где находятся обычные звезды — в дисках галактик.
Но в таком случае они неизбежно будут притягивать к себе не только другие черные дыры, но и обычную материю — звезды, газ и прочее. А в таком случае вокруг черной дыры образуются аккреционные диски из газа и пыли. По опыту массивных черных дыр они раскалены до высоких температур и должны наблюдаться телескопами, улавливающими электромагнитные волны. На практике, тем не менее, такое не наблюдается: там, откуда приходят гравиволны от слияния, не заметно никакого свечения аккреционных дисков.
Как уже писал Naked Science, несколько ранее, еще после первых наблюдений LIGO, была сформулирована теория циклической космологии, позволяющая объяснить такие явления. По ней число черных дыр должно быть радикально выше числа нейтронных звезд, поскольку черные дыры могут пережить цикл расширения и сжатия Вселенной, накапливаясь от одного такого цикла к другому.
При этом они будут концентрироваться не в дисках галактик, а в удаленных от них темных шаровых скоплениях, подобных шаровым скоплениям звезд, лежащим вне галактических дисков. Это может объяснять как острый дефицит слияний нейтронных звезд на фоне частых слияний черных дыр, так и отсутствие аккреционных дисков в районах, откуда приходят гравиволны от таких слияний. Поскольку в темных шаровых скоплениях почти нет газа и пыли, образовывать аккреционный диск там не из чего.
Telegram 
Дзен 
VK Близкая галактика неожиданно оказалась «мини-версией» ранней Вселенной: ее центральная черная дыра внезапно перешла в длительный режим мощного радиоизлучения и запустила устойчивый джет. Он не ослабевает уже восемь лет. Обычно такие процессы связывают с молодыми, быстрорастущими черными дырами в ранней космологической эпохе.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Американские палеонтологи доказали, что предки современных наземных позвоночных развивались без переходной стадии водной личинки. Изучив окаменелости новорожденных животных из каменноугольного периода, ученые не зафиксировали у них наружных жабр и признаков метаморфоза. Выяснилось, что двухфазный жизненный цикл современных земноводных — это позднее эволюционное приобретение, а первые четвероногие вылуплялись из икры миниатюрными копиями взрослых особей.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии