Тема:

Гравитационные волны 7 суток назад

Второе обнаружение гравитационных волн предвещает новую эру астрономии

Во второй раз пара чёрных дыр, слияние которых породило гравитационные волны, была менее массивной, чем в первый. Но это только сыграло учёным на руку.
Иллюстрация Russell Kightley/Science Photo Library.

Учёные во второй раз зафиксировали возмущения метрики пространства-времени — гравитационные волны, существование которых сто лет назад предсказал Альберт Эйнштейн. Их источником, как и первый раз, стало слияние двух чёрных дыр, произошедшее 1,4 миллиарда лет назад. Об этом объявили физики из коллабораций LIGO и VIRGO 15 июня на пресс-конференции на ежегодной встрече Американского астрономического общества.

Одновременно в этот же день в стенах Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга МГУ имени М.В. Ломоносова проходил пресс-брифинг о последних успехах обнаружения гравитационных волн, в котором участвовали российские учёные из коллаборации LIGO — сотрудники физического факультета МГУ.

Событие произошло 26 декабря 2015 года в 03:38:53 UTC. Волны были зарегистрированы обоими детекторами LIGO, которые расположены в Ливингстоне, штат Луизиана, и в Хэнфорде, штат Вашингтон, США, отмечают в пресс-службе МГУ.

Напомним, что 11 февраля этого года было объявлено, что 14 сентября 2015 года учёные впервые наблюдали гравитационные волны, дошедшие до Земли после катастрофы, которая произошла далеко во Вселенной. Но есть существенная разница между двумя сигналами. Так, в отличие от первого, который был ясно виден на фоне шума, второй сигнал был слабее и не просматривался в шуме явно. Но специалистам удалось его "отфильтровать" с помощью специальной методики.

Физики считают, что обнаруженные гравитационные волны опять были порождены двумя чёрными дырами, имеющими массы в 14 и 8 раз больше массы Солнца. В результате их слияния возникла гигантская чёрная дыра массой в 21 раз выше, чем у Солнца.

Оставшаяся материя, чья масса примерно равна солнечной, была преобразована в энергию гравитационных волн.

И для сравнения вспомним, что чёрные дыры, породившие первые зафиксированные гравитационные волны, имели массы в 29 и 36 раз больше массы Солнца, а само событие произошло 1,3 миллиарда лет назад.

"Важно то, что второй сигнал был порожден чёрными дырами с относительно небольшими массами, что более соответствует предсказаниям астрофизиков. Теперь мы можем быть более уверены в том, что первое событие не было редчайшим исключением", — говорит профессор физического факультета МГУ Фарид Халили.

Учёные зарегистрировали сигнал от последних 27 оборотов чёрных дыр перед их слиянием. Детектор в Ливингстоне записал событие на 1,1 миллисекунды раньше детектора в Хэнфорде, что позволяет дать грубую оценку расположения источника на небесной сфере.

 

"Очень важно, что эти чёрные дыры были гораздо менее массивными, чем при первом обнаружении гравитационных волн, — говорит Габриэла Гонсалес (Gabriela González), представитель Научной коллаборации обсерватории LIGO и профессор физики и астрономии Университета штата Луизиана, США. – По той причине, что они обладают меньшей массой, по сравнению с первым обнаружением, они проводят больше времени – около одной секунды – в полосе чувствительности детекторов. Это многообещающее начало для картографирования чёрных дыр нашей Вселенной".

По мнению профессора физического факультета МГУ Валерия Митрофанова, второе детектирование гравитационных волн от сливающихся чёрных дыр детекторами LIGO очень важно. "Фундамент для создания гравитационно-волновой астрономии становится крепче и надежнее", — уверен МИтрофанов.

Отметим, что в настоящий момент LIGO находится в "отпуске", и новые наблюдения детектор начнет вести лишь в начале осени 2016 года. Учёные намерены обновить необходимые компоненты, которые должны повысить чувствительность детектора примерно в два раза.

Добавим, что исследования в LIGO осуществляются в рамках научной коллаборации LIGO Scientific Collaboration коллективом из более 1000 учёных из университетов США и 15 других стран, включая Россию. В разработке детекторов и анализе данных участвуют более 90 университетов и научно-исследовательских институтов, существенный вклад также вносит работа около 250 студентов.

Коллаборация VIRGO состоит из более чем 250 физиков и инженеров, принадлежащих к 19 различным европейским исследовательским группам: шесть из Национального центра научных исследований Франции (CNRS), восемь из Национального института ядерной физики Италии (INFN), две из Нидерландов (Nikhef), одна из Венгрии (Wigner RCP), а также группа POLGRAW из Польши и Европейской гравитационной обсерваторией (EGO), которая обеспечивает работу детектора VIRGO недалеко от Пизы в Италии.

Россия представлена двумя научными коллективами: группой физического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и группой Института Прикладной физики РАН (Нижний Новгород).

Статья о втором обнаружении гравитационных волн опубликована в научном издании Physical Review Letters.

Добавим, что "Вести.Наука" постоянно рассказывает, как на наших глазах открывается новая эра астрономии благодаря изучению гравитационных волн - в частности о том, что они могут стать ключом к разгадке главных космологических тайн.

Сегодня