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 Ученые Сеченовского Университета разработали клеточные блоки, которые могут стать основой для 3D-биопечати пародонта — комплекса тканей, окружающих зуб, и удерживающих его в альвеоле. Исследователи показали, что комбинация клеток десны и зубной пульпы позволяет создавать более устойчивые и функциональные тканевые конструкции, чем использование каждого типа клеток по отдельности. Работа стала важным этапом на пути к созданию тканеинженерного пародонтального комплекса.
Поскольку ученые годами безрезультатно ищут частицы темной материи, многие физики сомневаются, что она вообще состоит из них. Однако одна из таких гипотез неожиданно получила второй шанс: выяснилось, что прежние ограничения на существование гипотетических темных фотонов могли быть слишком строгими.
Запуск китайского космического автомата на этой неделе должен был привести к первой посадке земного аппарата на южном полюсе Луны. Однако сочетание тайфуна и слабых энергетических возможностей современных китайских ракет заставило отказаться от запуска не только на август, но и на весь 2026 год.
С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
Геологи изучили остатки древнего микробного мата на востоке Индии и определили его возраст благодаря вулканическому пеплу, упавшему на колонии бактерий 3,5 миллиарда лет назад. На данный момент это самые ранние обнаруженные следы органической жизни на нашей планете, датированные напрямую, а не косвенно.
Большой адронный коллайдер многие воспринимают как инструмент изучения первых мгновений жизни Вселенной и поиска редких частиц. Но ушедший на обновление ускоритель частиц все еще приносит новые данные и о таких, казалось бы, хорошо изученных объектах, как ядро атома кислорода. Физики ЦЕРН выяснили, что и оно, и ядро атома неона ведут себя не так, как предсказывали модели.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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