Ученые обнаружили рябь в пространстве-времени от сильного столкновения двух массивных черных дыр, которые по спирали слились друг с другом далеко за пределами Млечного Пути, пишет The Guardian.
Черные дыры, масса каждой из которых более чем в 100 раз превышает массу Солнца, давным-давно начали вращаться вокруг друг друга и в конце концов столкнулись, образовав еще более массивную черную дыру примерно в 10 миллиардах световых лет от Земли.
Это событие является самым массовым слиянием черных дыр, когда-либо зафиксированным детекторами гравитационных волн, и заставило физиков переосмыслить свои модели формирования огромных объектов. Сигнал был зарегистрирован, когда он попал на земные детекторы, достаточно чувствительные, чтобы обнаружить колебания в пространстве-времени, в тысячи раз меньшие, чем ширина протона.
“Это самые бурные события, которые мы можем наблюдать во Вселенной, но когда сигналы достигают Земли, это самые слабые явления, которые мы можем измерить, - комментирует профессор Марк Ханнам, глава Института гравитационных исследований Кардиффского университета. – К тому времени, когда эти волны достигают Земли, они становятся совсем крошечными”.
Свидетельства столкновения черных дыр появились незадолго до 2 часов дня по британскому времени 23 ноября 2023 года, когда два американских детектора в Вашингтоне и Луизиане, управляемые лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (Ligo), одновременно дернулись, отмечает The Guardian.
Внезапный спазм в пространстве-времени заставил детекторы растягиваться и сжиматься в течение одной десятой секунды, мимолетного момента, который запечатлел так называемую фазу отключения сигнала, когда слившиеся черные дыры образовали новую, которая “прозвенела”, прежде чем успокоиться.
Анализ сигнала показал, что сталкивающиеся черные дыры в 103 и 137 раз превышают массу Солнца и вращаются примерно в 400 000 раз быстрее Земли, что близко к теоретическому пределу для этих объектов.
“Это самые большие массы черных дыр, которые мы уверенно измеряли с помощью гравитационных волн, - отмечает Ханнам, член научного сотрудничества Ligo. – И они странные, потому что находятся в диапазоне масс, где из-за всевозможных странных явлений, которые происходят, мы не ожидаем образования черных дыр”.
Большинство черных дыр образуются, когда у массивных звезд заканчивается ядерное топливо и они коллапсируют в конце своего жизненного цикла, поясняет The Guardian. Невероятно плотные объекты настолько сильно искажают пространство-время, что создают горизонт событий, границу, за которую не может проникнуть даже свет.
Физики из Ligo подозревают, что слившиеся черные дыры сами были продуктами более ранних слияний. Это объясняет, как они стали такими массивными и почему вращаются так быстро, поскольку слившиеся черные дыры, как правило, придают вращение объекту, который они создают. “Мы уже видели намеки на это раньше, но это самый экстремальный пример, когда, вероятно, именно это и происходит”, - сказал Ханнам.
Ученые обнаружили около 300 слияний черных дыр по гравитационным волнам, которые они генерируют. До сих пор в результате самого крупного из известных слияний образовалась черная дыра, масса которой примерно в 140 раз превышает массу Солнца. Последнее слияние привело к образованию черной дыры, масса которой в 265 раз превышает массу Солнца.
До того, как в 1990-х годах были созданы первые детекторы гравитационных волн, ученые могли наблюдать Вселенную только с помощью электромагнитного излучения, такого как видимый свет, инфракрасное излучение и радиоволны, пишет The Guardian. Гравитационно-волновые обсерватории открывают новый взгляд на космос, позволяя исследователям увидеть события, которые в противном случае были бы скрыты от них.
“Обычно в науке происходит следующее: когда вы смотрите на вселенную по-другому, вы обнаруживаете то, чего не ожидали, и вся ваша картина меняется, - подчеркивает Ханнам. – Детекторы, которые мы запланировали на ближайшие 10-15 лет, смогут увидеть все слияния черных дыр во Вселенной и, возможно, некоторые сюрпризы, которых мы не ожидали”.
Обсудить