Астрономия

Зафиксирован сигнал от слияния двух черных дыр разной массы

ESA/Indicator.Ru

Детекторы LIGO и Virgo впервые зафиксировали гравитационные волны от столкновения двух сильно различающихся по массе черных дыр — у одной она составляет 8 солнечных, а у другой 30. Открытие, о котором ученые сообщили на сайте препринтов arXiv.org, позволило не только подробно изучить необычную систему, но и проверить одно из предсказаний общей теории относительности Эйнштейна.

В системах с неравными массами, таких как новое событие под названием GW190412, обертоны в сигнале гравитационной волны намного громче, чем при обычных наблюдениях. Поэтому ученые не могли услышать их раньше. Но в новой работе астрофизикам удалось сделать это и еще раз подтвердить общую теорию относительности Эйнштейна, которая предсказывает существование этих высших гармоник, то есть гравитационных волн, частоты колебания которых в два-три раза превышают зафиксированные до сих пор.

GW190412 был зафиксирован обоими детекторами LIGO и детектором Virgo 12 апреля 2019 года, в начале третьего цикла наблюдений. Анализ исследователей показывает, что свет от события до Земли шел от 1,9 до 2,9 миллиарда лет. Новая неравномерная по массе система является уникальной, так как до сих пор исследователям удавалось наблюдать столкновения только двух примерно одинаковых по массе объектов.

Такая разность в массах накладывает отпечаток на наблюдаемый гравитационно-волновой сигнал, что, в свою очередь, позволяет ученым более точно измерять определенные астрофизические свойства системы. Наличие высших гармоник позволяет преодолеть неоднозначность между расстоянием до системы и углом, под которым мы смотрим на ее орбитальную плоскость. Поэтому эти свойства можно измерить с большей точностью, чем в системах с одинаковой массой без высших гармоник.

Ученые коллаборации LIGO/Virgo также использовали GW190412 для поиска отклонений сигналов от предсказаний общей теории относительности Эйнштейна. Несмотря на то что этот сигнал имеет свойства, отличные от всех других обнаруженных до сих пор, исследователи не смогли найти существенного отклонения от общерелятивистских предсказаний. Наблюдение GW190412 означает, что подобные системы, вероятно, не так редки, как это предсказывают модели. Таким образом, с дополнительными наблюдениями гравитационных волн и растущими каталогами событий в будущем следует ожидать большего количества таких сигналов. Каждый из них мог бы помочь астрономам лучше понять, как формируются черные дыры и их бинарные системы, и пролить свет на фундаментальную физику пространства-времени.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.