Тема:

Гравитационные волны 5 суток назад

Во всплесках гравитационных волн виноваты сверхмассивные чёрные дыры

Гравитационные волны, регистрируемые земными детекторами, порождаются столкновением чёрных дыр или нейтронных звёзд.
Иллюстрация NASA/Dana Berry, Sky Works Digital.

Астрофизики рассчитали, откуда берутся двойные системы небольших чёрных дыр с орбитами, ведущими к столкновению и слиянию, порождающему гравитационные волны. По мнению авторов, дело в сверхмассивных сородичах этих чёрных дыр и воздействии их притяжения. Такой результат Джозеф Фернандес (Joseph Fernandez) из Ливерпульского университета имени Джона Морса озвучил 3 апреля 2018 года на конференции "Европейская неделя астрономии и космических исследований" (EWASS).

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о том, что такое гравитационные волны. Это замечательное явление, предсказанное ещё Эйнштейном, впервые наблюдалось в 2015 году. С тех пор было ещё пять зарегистрированных случаев.

Обнаруженные детекторами гравитационные всплески порождались столкновением и слиянием чёрных дыр массой в несколько солнечных (кроме одного случая, когда сталкивались нейтронные звёзды). Однако откуда берутся двойные системы этих объектов со столь экстремальными орбитами, что они приводят к "космическому ДТП"?

Астрофизики спорят об этом уже давно. Фернандес и его коллеги решили, что всему виной сверхмассивная чёрная дыра в центре родительской галактики.

Если уж двойная система подошла к такому монстру на опасное расстояние, то, скорее всего, она будет разорвана, и компаньоны разлетятся прочь. Но, как выяснили исследователи, так происходит не всегда.

Используя моделирование методом Монте-Карло, авторы показали, что в 10% случаев двойная система выживает, но орбиты чёрных дыр в ней становятся настолько вытянутыми, что продолжительность жизни системы до столкновения компаньонов уменьшается более чем в 100 раз.

Чем это чревато? Допустим, изначально чёрные дыры столкнулись бы через 20 миллиардов лет после образования двойной системы. Это больше возраста Вселенной (около 13 миллиардов лет), и, конечно, такое событие никогда не наблюдалось бы. Но после "гравитационной мясорубки", устроенной галактическим монстром, время жизни сокращается до 200 миллионов лет. Если эта система возникла достаточно давно, мы прямо сейчас можем наблюдать её гибель.

Важно, что такой процесс оставит характерные следы в орбитах компаньонов и в гравитационных волнах, сопровождающих их слияние. Так что предложенная авторами модель поддаётся наблюдательной проверке. Дело за совершенствованием детекторов. Эксперты полагают, что уже в ближайшие годы инструменты выйдут на уровень, позволяющий наблюдать несколько событий в неделю.

К слову, ранее "Вести.Наука" рассказывали о том, сколько чёрных дыр может сливаться на окраинах спиральных галактик.

Сегодня