Ученые впервые зафиксировали столкновение черных дыр существенно разных масс — Naked Science
7 минут
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, 23:18
5 минут
Мария Кривоченко

Исследователи выяснили, что любовь малышей к телевизору зависит от их темперамента. Реакции, которые протекают в мозге детей младше года, позволяют предсказать, насколько им понравится просмотр программ и как быстро они усваивают информацию из них.

Вчера, 15:32
5 минут
Мария Кривоченко

Исследование ученых из США показало, что повышение температуры и накопление парниковых газов повлияли на деревья: они стали быстрее расти и поглощать больше углекислого газа. Специалисты считают, что количество лесов в ближайшие десятилетия будет увеличиваться, но экстремальная экологическая обстановка может нарушить этот процесс.

Вчера, 13:30
5 минут
Денис Гордеев

Объект K2-25b практически полностью состоит из ядра, а его газовая оболочка очень тонкая. Как так получилось — загадка для ученых.

3 августа
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев

Роман Сотников
24.04.2020
-
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...
big ben
23.04.2020
-
0
+
Они достигли основ понимания мирозданья, а Вы тут с правописанием.....
Onns ICurator
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
    ivankolupayev
    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.
      Onns ICurator
      24.04.2020
      -
      0
      +
      коли сарказмом обделюн, то будуть жить тобе, всегда.. вовнутрь
        ivankolupayev
        24.04.2020
        -
        0
        +
        А над тобой обделюн будут всегда смеяться, что ни напишешь. И ты даже не поймешь почему.
    Дубровский
    22.04.2020
    -
    -1
    +
    Ты думаешь это, как то может повлиять на ложную информацию об одной из немногих особенностей постижения истины астрономами?

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: