No dīvaina melno caurumu pāra tika atklāts neparasts gravitācijas signāls

No dīvaina melno caurumu pāra tika atklāts neparasts gravitācijas signāls
No dīvaina melno caurumu pāra tika atklāts neparasts gravitācijas signāls
Anonim

Pirmo reizi astrofiziķiem ir izdevies atklāt gravitācijas viļņus no binārā melnā cauruma apvienošanās ar nevienādām masām. Novērošanas protokols ir publicēts LIGO projekta vietnē.

Sadarbība LIGO un Jaunava meklē kosmiskos gravitācijas viļņus no melno caurumu sadursmēm. Pirms nedaudz vairāk nekā gada, 2019. gada 12. aprīlī, zinātnieki no šīs sadarbības atklāja gravitācijas viļņus, kas izplatījās telpā laikā no divu melno caurumu sadursmes, kas atrodas 2,4 miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes.

Pašlaik gravitācijas viļņu reģistrācija pati par sevi vairs nav nekas neparasts. Bet šajā gadījumā to avots bija notikums, ko astronomi nekad nav redzējuši.

Ja agrāk viļņi vienmēr izplūda no diviem aptuveni vienādas masas melnajiem caurumiem, kas 20–40 reizes pārsniedza Saules masu, tad signāls GW 190412 tika saņemts no nelīdzsvarotas binārās melno caurumu sistēmas, no kurām viena bija 29,7 saules masas, un pārējais bija trīs reizes mazāk - tikai 8, 4. Starp citu, šis ir mazākais no līdz šim atklātajiem melnajiem caurumiem.

"Neviena no šīm masām pati par sevi nav pārsteidzoša. Mēs zinām, ka melnajiem caurumiem ir šāds izmērs. Jaunums ir masas attiecība," emuāra ziņā skaidro viens no atklājuma autoriem, astronoms Kristofers Berijs no Ziemeļrietumu universitātes. ASV "Šis novērojums ļauj mums pārbaudīt savas prognozes par gravitācijas viļņu signāliem un ir vēl viens mīklas gabals par to, kā veidojas binārie melnie caurumi."

Interesanti, ka šādas sistēmas apvienošana ar diviem izteikti atšķirīgiem melno caurumu izmēriem radīja garāku gravitācijas signālu nekā jebkura cita melno caurumu apvienošanās. Tas bija saistīts ar faktu, ka notikums GW 190412 radīja divas dažādas viļņu frekvences, kas izplatās vienlaikus, kas netiek novērots, apvienojot melnos caurumus ar aptuveni tādu pašu masu.

Dažādu frekvenču viļņu klātbūtne ļāva autoriem veikt vēl vienu vispārējās relativitātes teorijas pārbaudi. Viņi sadalīja gravitācijas viļņu signālu agrākajās un vēlākajās daļās un izmantoja vienādojumus, lai aprēķinātu katras puses signāla otro daļu. Aprēķini pilnībā sakrita ar novērojumiem, kas kalpo kā viens no nozīmīgākajiem Einšteina vispārējās relativitātes teorijas apstiprinājumiem līdz šim.

Lielā atšķirība melno caurumu masās binārajā sistēmā ir ļāvusi zinātniekiem precīzāk izmērīt dažas sistēmas astrofizikālās īpašības.

"Šī lielā masas atšķirība nozīmē, ka mēs varam precīzāk izmērīt vairākas sistēmas īpašības: tās attālumu līdz mums, leņķi, kādā mēs uz to skatāmies, un smaga melnā cauruma rotācijas ātrumu ap savu asi," saka Institūts. teikts paziņojumā presei. Maksa Planka biedrības gravitācijas fizika Hanoverē, Vācijā, institūta darbinieka, kurš piedalījās pētījumā, vārdi Roberto Cotesta.

Smagā cauruma lielais rotācijas ātrums, pēc zinātnieku domām, kalpo kā pavediens jautājumam par šādas neparastas sistēmas veidošanos. Astrofiziskie modeļi liecina, ka bināro melno caurumu veidošanās notiek, kad katra no bināro zvaigžņu sistēmas zvaigznēm sabrūk melnajā caurumā, tāpēc tie nevar izveidot bināros melnos caurumus ar lielām masas neatbilstībām.

Lielā melnā cauruma straujā rotācija liek domāt, ka tas, iespējams, ir saplūdis ar citiem melnajiem caurumiem agrāk, pirms notikuma GW 190412. Iespējams, ka zinātnieki tagad novēro šīs trīskāršās vai četrkāršās zvaigžņu sistēmas paliekas.

Ieteicams: