Ученые впервые зафиксировали столкновение черных дыр существенно разных масс — Naked Science
София Жаботинская
7

Ученые впервые зафиксировали столкновение черных дыр существенно разных масс

4.5

Беспрецедентное наблюдение дало астрономам редкую возможность получить массу новых данных и узнать больше о том, как вращаются черные дыры.

Визуализация черная дыра
Визуализация столкновения двух разных по размеру черных дыр /© N. Fischer, H. Pfeiffer, et al.

Исследователи из коллаборации LIGO-Virgo, объединяющей обсерватории, располагающиеся в США и Италии, впервые в истории наблюдений обнаружили столкновение между двумя черными дырами существенно разных масс. Это открытие послужит источником множества новых данных для астрофизики и гравитационной физики и может многое изменить в существующих представлениях. Свою работу ученые выложили на сервере препринтов arXiv, а также сделали доклад на собрании Американского физического общества.

Слабые колебания пространства-времени показали, что по крайней мере одна из черных дыр вращалась до слияния. Это дает астрономам ценную информацию об одной из немногих особенностей этих сложных для изучения объектов.

«Это исключительное событие», — подчеркивает автор работы Майя Фишбах, астрофизик из Чикагского университета в Иллинойсе. Все подобные слияния черных дыр, зафиксированные ранее, происходили с участием объектов одной массы, так что новые данные изрядно меняют и дополняют существующие модели.

Само событие, записанное как GW190412, произошло на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от нас и было зафиксировано 12 апреля 2019 года, а несколько дней назад исследователи завершили свою работу по его анализу. Согласно выкладкам ученых, одна из двух столкнувшихся черных дыр имела оценочную массу около 8,4 солнечной массы, а другая была в три с половиной раза больше, примерно 29,7 солнечной массы. Из-за такого дисбаланса пространство вокруг большей из них исказилось, в результате чего траектория другой черной дыры отклонилась от идеальной спирали. Это обнаруживается в возникающих в процессе такого «танца» гравитационных волнах.

N. Fischer, H. Pfeiffer, et al.

В ранее фиксировавшихся столкновениях формировались волны, по форме схожие с линейной частотной модуляцией: мощность и частота их возрастали к моменту столкновения. Поскольку в тех случаях черные дыры имели одинаковую массу, они возвращались в одну и ту же относительную позицию на каждой орбите. Это приводит к тому, что частота гравитационных волн примерно вдвое превышает орбитальную частоту двойной системы, то есть время, которое требуется черным дырам, чтобы вращаться вокруг друг друга.

Но с GW190412 было иначе: гравитационные волны вели себя более сложным образом. Из-за того, что система имеет значительный дисбаланс массы, орбита становится неровной. Это создает вторую, более слабую частоту гравитационных волн, которая производит две разные частоты: можно представить их как две одновременно вибрирующие гитарные струны.

Такие выбивающиеся из общего ряда события предлагают физикам новые, более точные способы проверки теории гравитации Альберта Эйнштейна, Общей теории относительности. Диада частот, замеченная при слиянии, по сути, показывает разделение сигнала гравитационной волны на более раннюю часть и более позднюю: это разделение базируется на уравнениях, выводимых из Общей теории относительности. Расчеты деления сигналов совпадают с наблюдаемыми, что дает одни из самых надежных результатов этого теста на сегодня.

В частности, исследователи смогли использовать эти данные, чтобы рассмотреть «вращение» черных дыр. Более ранние сведения о гравитационных волнах не давали возможности подтвердить прежние наблюдения об этой особенности черных дыр, сделанные для подобных объектов, располагающихся в нашей Галактике.

Астрофизики надеются, что новые данные могут также пролить свет на то, как черные дыры образовались и как пришли на орбиту друг друга. Существующие модели формирования двойных черных дыр предполагают равные пары масс.
Новая информация поможет с большей точностью измерить расстояние события от Млечного Пути. Накопление многих таких измерений может дать новый способ, который позволит составить карту истории расширения Вселенной.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Вчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев

-
0
+
В существовании Гравитационных волн ни разу не сомневаюсь и даже ВЕРУЮ в способность интерферометра Михельсона их регестрировать, однако сомнения имею в возможности делать это конкретно на Земле и вот на каких основаниях: Весьма разумно предположить что Гравитационная волна не взаимодействует с барионной материей и проходит насквозь Планеты и Звезды без искажений и преломлений. Однако Планеты Звезды и Галактики находятся внутри своих Гравитационных воронок как мухи в мыльных пузырях. А вот с этими Гравитационными пузырями Гравитационные волны не взаимодействовать НЕ МОГУТ, иначе они не то, за что себя "выдают"! Можно предположить что ГВ от ЧД ударяет в Гравитационный пузырь нашей Галактики и внутренняя вторичная волна бьет в Гравитационный пузырь Солнечной Системы и от этого подшвыривает Гравитационный пузырь Планеты Земля, что и зафиксировали доблестные Ученые LIGO... Но только не надо выдавать ЭТО за волну прям от Черной дыры!!! Анекдот: Жора пожарьте пожалуйста рыбу. - Таки рыбы то НЕТУ!!! Да не спорьте Жора, жарьте! Поверьте рыба БУДЕТ...
23.04.2020
-
0
+
Они достигли основ понимания мирозданья, а Вы тут с правописанием.....
22.04.2020
-
0
+
хоть бы дурачкам мультпликаторам, рассказали, что мультик концентрических кружков, должен плясать не на ружу, а во внутрь.. дети, они не знают, что нас.. уже как минимум трое.. кто сие заметил
    -
    -1
    +
    Ты думаешь это, как то может повлиять на ложную информацию об одной из немногих особенностей постижения истины астрономами?
    22.04.2020
    -
    0
    +
    И почему критичный настрой и безапелляционность суждений так часто идет в паре с обычной безграмотностью? Погуглите, что ли, как пишется "наружу" и "вовнутрь" перед тем как рассуждать о судьбах Вселенной.
    +
      ещё комментарии
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: