Ученые впервые зафиксировали столкновение черных дыр существенно разных масс
Беспрецедентное наблюдение дало астрономам редкую возможность получить массу новых данных и узнать больше о том, как вращаются черные дыры.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Сотрудники факультета экономических наук НИУ ВШЭ показали, что точность прогноза рождаемости в России можно улучшить почти в полтора раза, если добавить в модель динамику поисковых запросов по темам, связанным с беременностью и родами. В наиболее эффективных моделях ошибка прогноза снижается с 4,6 до 3,2%.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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