Массивные звезды погибают, окружая себя обширным, горячим и бурным облаком плазмы. Такие облака испускают гравитационные волны, и моделирование показало, что теоретически их можно зарегистрировать детекторами, которые уже работают на Земле.
Визуализация кокона материи вокруг гибнущей звезды / ©Ore Gottlieb, CIERA, Northwestern University
С недавних пор астрономы научились регистрировать гравитационные волны — «рябь» пространства-времени, которую вызывают массивные движущиеся объекты. Пока что удается обнаруживать такие деформации, связанные с наиболее мощными источниками — слияниями черных дыр и нейтронных звезд. Однако ученые нашли новый перспективный вариант — огромные, турбулентные коконы вещества, которое выбрасывают, погибая, массивные звезды. Доклад об этом прозвучал на проходящей в эти дни 242-й встрече Американского астрономического общества (AAS). Коротко о работе рассказывается в пресс-релизе Северо-Западного университета.
В конце своей жизни самые массивные звезды коллапсируют, образуя черную дыру. Внешние оболочки при этом рассеиваются. Вещество, падающее к центру, сильно ускоряется и раскаляется. Частично оно может выбрасываться прочь, образуя джеты, или релятивистские струи — узкие потоки частиц плазмы, разогнанных до околосветовых скоростей. Джеты вонзаются в окружающее облако материи. В результате оно нагревается, расширяется и деформируется, принимая асимметричную форму. В нем возникают мощные турбулентные движения. Все эти перемещения масс создают гравитационные волны.
Ор Готтлиб (Ore Gottlieb) и его коллеги провели моделирование такого процесса и связанных с ним гравитационных волн. Исследователи обнаружили, что частоты этих колебаний лежат в диапазоне, который вполне доступен для регистрации с помощью уже существующих детекторов, таких как LIGO. Они куда менее мощны и стабильны, чем возмущения, вызванные слиянием черных дыр или гравитационных волн. К тому же разные области кокона материи, окружающего гибнущую звезду, излучают на разных частотах, что дополнительно затрудняет поиски сигнала. Тем не менее такая работа вполне возможна уже в скором будущем.
«До сих пор LIGO детектировал лишь гравитационные волны от двойных источников, но однажды он сможет находить их и у не двойных. Коконы — одно из первых мест, к которым стоит присмотреться в таких поисках», — резюмировал Ор Готтлиб.
