Гравитационный фон связали с черными дырами, возникшими на заре Вселенной
Авторы нового исследования показали, что черные дыры, возникшие из гипотетических «темных звезд», могли стать одним из главных источников слабого гравитационного сигнала, который сегодня регистрируют ученые.
Хотя сверхмассивные черные дыры (СМЧД) расположены в центрах большинства крупных галактик, их происхождение по-прежнему не ясно. Особенно трудно объяснить объекты, что существовали, когда Вселенной было всего несколько сотен миллионов лет. Поскольку наблюдения, выполненные с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», выявили несколько таких черных дыр (ЧД), ученые начали искать их «зародыши», которые должны быть много «тяжелее», чем предсказывают модели.
Один из вариантов — так называемые темные звезды — гипотетические объекты, которые могли появиться в ранней Вселенной внутри небольших скоплений темной материи (ТМ). В отличие от обычных светил, их энергия выделялась в основном при аннигиляции частиц ТМ. Благодаря этому они могли долго оставаться большими и набирать массу вплоть до миллионов масс Солнца, впоследствии превращаясь в сверхмассивные черные дыры.
Здесь, однако, следует оговориться: на сегодня нет никаких доказательств того, что темная материя состоит из частиц. При этом в существовании ТМ ученые почти не сомневаются: именно ее гравитационное воздействие на галактики удерживает их вместе.
Авторы научной работы, опубликованной в журнале Physical Review D, решили проверить, можно ли обнаружить след такого сценария спустя миллиарды лет. Для этого они построили модель эволюции ранних ЧД.
Сначала ученые задали, сколько таких объектов могло появиться в первые 100-500 миллионов лет после Большого взрыва. Затем проследили, как образовавшиеся из них ЧД росли вместе с родительским гало темной материи. Рост черных дыр моделировали в основном за счет поглощения окружающего вещества.
Следующим шагом стало слияние. Когда галактики и их гало сталкиваются, расположенные в центре ЧД со временем также могут образовать двойную систему и слиться. Это событие порождает гравитационные волны — колебания пространства-времени, возникающие при ускоренном движении массивных объектов, например при слиянии черных дыр. Если подобных пар много, их суммарный сигнал складывается в общий гравитационно-волновой фон.
Чтобы понять, какой гравитационный фон должны создавать такие объекты, исследователи сравнили свои расчеты с сигналом, который ищут с помощью метода PTA (Pulsar Timing Array) — наблюдений за пульсарами. Последние испускают регулярные радиоимпульсы, и ученые точно отслеживают время их прихода на Землю. Правда, проходящие гравитационные волны могут немного менять время прихода этих импульсов.
Расчеты показали, что если темные звезды возникали в ранней Вселенной достаточно часто, образовавшиеся после их коллапса ЧД могли стать заметным источником гравитационных волн. При определенных условиях их потомки — сверхмассивные черные дыры — могли дать значительную часть наблюдаемого сигнала и даже стать его главным источником. Особенно большой вклад, согласно модели, вносили бы пары ЧД общей массой более миллиарда масс Солнца.
Для другого сценария — прямого коллапса больших газовых облаков — результат был много слабее. Такие ЧД, по расчетам, возникали слишком редко, чтобы заметно повлиять на наблюдаемый гравитационный фон.
Авторы исследования отметили, что их работа не доказывает существование темных звезд и не подтверждает их как источник сигнала. Более того, сам сценарий остается гипотетическим: он предполагает, что ТМ состоит из вимпов — частиц, существование которых, как уже говорилось выше, не подтверждено.
Поэтому темные звезды — лишь один из возможных вариантов объяснения того, как в ранней Вселенной СМЧД успели вырасти до огромных размеров. Другие исследователи рассматривают и альтернативные сценарии: например, прямой коллапс газовых облаков, черные дыры, возникшие из первых звезд и первичные ЧД.
Telegram 
Дзен 
VK 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.
Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.
У нескольких сравнительно недалеко расположенных от нас миров оказался настолько чужеродный химический состав, что это позволяет подозревать их внегалактическое происхождение. По основной версии, они попали в Млечный Путь из когда-то поглощенных им карликовых галактик.
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.
Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
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