За по-малко от пет месеца, от ноември 2019 г. до март 2020 г., интерферометрите LIGO-Virgo регистрираха 35 мощни гравитационни вълни. Средно това е почти 1,7 гравитационни вълни всяка седмица за времето на активния период на експлоатация.
Това е значително увеличение в сравнение със средната стойност от 1,5 събития за седмицата, установена при предишната серия , и резултат, който увеличи общия брой събития до 90 след първото откриване на гравитационна вълна в историята през септември 2015 г.
„Тези открития представляват десетократно увеличение на броя на гравитационните вълни, открити от LIGO и Virgo, откакто започнаха да наблюдават“, каза астрофизик Сюзън Скотт от Австралийския национален университет в Австралия.
„Открихме 35 събития. Това е огромно! За разлика от това, направихме три засичания в нашето първо наблюдение, което продължи четири месеца през 2015-16 г. Това наистина е нова ера за откриване на гравитационни вълни и нарастващата популация от открития е разкрива толкова много информация за живота и смъртта на звездите в цялата Вселена."
От 35 нови открития, 32 най-вероятно са резултат от сливания между двойки черни дупки. Това е, когато двойки черни дупки на близка орбита се привличат от взаимна гравитация, като в крайна сметка се сблъскват, за да образуват една единствена, по-масивна черна дупка.
Този сблъсък изпраща вълни през пространство-времето, като вълните, генерирани, когато хвърлите камък в езерце; астрономите могат да анализират тези вълни, за да определят свойствата на черните дупки.
Инфографика, показваща масите от всички сливания на черни дупки, обявени до момента. Кредит: LIGO-Virgo/Aaron Geller/Northwestern University
Данните разкриват поредица маси на черни дупки, като най-масивната наблюдавана е около 87 пъти по-голяма от масата на Слънцето. Тази черна дупка се слива със спътник, 61 пъти по-голям от масата на Слънцето, което води до една черна дупка, 141 пъти по-голяма от масата на Слънцето. Това събитие се казва GW200220_061928.
При друго сливане се получава черна дупка, 104 пъти по-голяма от масата на Слънцето; и двете се считат за черни дупки с междинна маса, масов диапазон между 100 и около милион слънчеви маси, в които са открити много малко черни дупки .
GW200220_061928 също е интересен, защото поне една от черните дупки, участващи в сливането, попада в това, което се нарича горна масова разлика. Според моделите черните дупки над около 65 слънчеви маси не могат да се образуват от една звезда, каквито са черните дупки със звездна маса.
Това е така, защото звездите предшественици са толкова масивни, че техните свръхнови трябва напълно да заличат звездното ядро, като не оставят нищо след себе си, което гравитационно да колапсира в черна дупка.
Това предполага, че черната дупка от 87 слънчева маса може да е продукт на предишно сливане. GW200220_061928 не е първото събитие, което включва черна дупка в горната масова разлика, но нейното откриване предполага, че йерархичните сливания на черни дупки не са необичайни.
И друго събитие включва обект в "пропастта на масите" (mass gap) - липсата на черни дупки между 2,5 и 5 пъти масата на Слънцето. Не е открита досега неутронна звезда, по-голяма от първата граница, или черна дупка, по-малка от втората. Събитието, наречено GW200210_092254, включва наблюдението на обект с 2,8 слънчеви маси. Астрономите стигат до заключението, че вероятно това е много малка черна дупка.
„Разглеждането на масите и въртенето на черните дупки в тези двойни системи показва на първо място как тези системи са се събрали“, разказва Скот. „Това също така повдига някои наистина завладяващи въпроси. Например първоначално ли се е образувала системата с две звезди, които са преминали през жизнения си цикъл заедно и в крайна сметка са се превърнали в черни дупки? Или двете черни дупки са се събрали в много плътна динамична среда, като например център на галактика?"
Другите три събития от 35 включват черна дупка и нещо друго, много по-малко масивно, вероятно неутронна звезда. Тези събития предизвикват голям интерес сред астрономите, тъй като могат да разкрият нещата, които се намират вътре в неутронна звезда - ако някога се открие такава, която излъчва светлина. Като се открие повече от тези сливания, ще може да се разбере как всъщност се случват.
„Едва сега започваме да оценяваме прекрасното разнообразие от черни дупки и неутронни звезди“, коментира астрономът Кристофър Бери () от Университета в Глазгоу, Великобритания.
„Нашите най-нови резултати доказват, че те се случват в много разнообразни размери и комбинации – разрешихме някои дългогодишни загадки, но се натъкнахме и на някои нови пъзели. Използвайки тези наблюдения, ние сме по-близо до отключването на загадката как звездите, градивните елементи на нашето Вселената, еволюират".
Справка: GWTC-2: Compact Binary Coalescences Observed by LIGO and Virgo during the First Half of the Third Observing Run
Abbott, R. ; Abbott, T. D. ; Abraham, S. ; Acernese, F. ; Ackley, K. ; Adams, A. ; Adams, C. ; Adhikari, R. X. ; Adya, V. B. ; Affeldt, C. ; Agathos, M. ; Agatsuma, K. ; Aggarwal, N. ; Aguiar, O. D. ; Aiello, L. ; Ain, A. ; Ajith, P. ; Akcay, S. ; Allen, G. ; Allocca, A. ; et al.
Publication: Physical Review X, Volume 11, Issue 2, article id.021053; Pub Date: April 2021
DOI: 10.1103/PhysRevX.11.021053 arXiv: arXiv:2010.14527
Източник: Astronomers Detect a 'Tsunami' of Gravitational Waves. Here's Where They're Coming From
MICHELLE STARR, Science Alert
Още по темата
Космос
Уникален детектор може да е открил две гравитационни вълни от ... тъмна материя
Физика
Законът за площта на черните дупки на Стивън Хокинг е потвърден наблюдателно
Физика
"Екзотични компактни обекти" скоро могат да разширят физиката
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари