Астрономы сообщили о большом количестве новых обнаружений гравитационных волн
Исследователи сообщили о большом количестве вновь обнаруженных гравитационных волн. 35 новых сигналов, составляющих третий каталог Gravitational-Wave Transient Catalog (GWTC-3), помогают ученым более детально исследовать глубины космоса.
Гравитационные волны — это рябь в самом пространстве-времени, созданная в космических катаклизмах, таких как слияние черных дыр и столкновение нейтронных звезд. Впервые они были предсказаны в начале 20 века, но не были обнаружены напрямую до 2015 года, и за шесть лет с тех пор были зарегистрированы десятки сигналов.
А теперь с GWTC-3 список увеличился на 35, доведя общее количество обнаружений до 90. Эти новые события были обнаружены средствами LIGO, Virgo и KAGRA во время второй части третьего цикла наблюдений, который проводился с ноября 2019 года по март 2020 года, прежде чем они был прерван пандемией COVID-19.
Подавляющее большинство новых обнаружений произошло в результате слияния черных дыр, но два события, похоже, были вызваны поглощением черной дырой нейтронной звезды. Еще одно обнаружение особенно странно — черная дыра сталкивается с «загадочным объектом», масса которого примерно в 2,8 раза больше массы Солнца. По нынешним определениям, он слишком массивен, чтобы быть нейтронной звездой, но и слишком легкий, чтобы быть черной дырой.
Ученые утверждает, что наиболее вероятное объяснение — это черная дыра с малой массой. Верхний предел массы нейтронных звезд кажется довольно хорошо определенным в физике и составляет около 2,1 массы Солнца. Но нижний предел для черных дыр, равный примерно пяти солнечным массам, в основном основан на наблюдениях, поэтому это новое обнаружение — а также аналогичный сигнал в августе 2019 года — может показать, что необходимо пересмотреть понимание того, как могут образовываться маленькие черные дыры.
С другой стороны, новая серия наблюдений также выявила некоторых абсолютных монстров.
Сигнал под названием GW200220_061928 включал столкновение черных дыр с массами 87 и 61 солнечных масс, в результате чего образовалась черная дыра с массой 141 Солнц (недостающие семь масс Солнца были преобразованы в энергию и унесены в виде гравитационных волн. ) Это попадает прямо в малоизученный промежуточный класс между звездными и сверхмассивными черными дырами.
Астрономы смогли определить вращение некоторых черных дыр по их сигналам гравитационных волн. В двух случаях кажется, что до их слияния черные дыры вращались в обратном направлении относительно своих орбит вокруг друг друга.
Исследователи говорят, что сокровищница новых данных может помочь астрономам разгадать главные загадки космоса.
«Это действительно новая эра для обнаружения гравитационных волн, и растущее число открытий раскрывает так много информации о жизни и смерти звезд во Вселенной», — говорит Сьюзан Скотт, участник исследования.
«Это также вызывает некоторые действительно увлекательные вопросы. Например, изначально образовалась ли система из двух звезд, которые вместе прошли жизненные циклы и в конечном итоге стали черными дырами? Или две черные дыры столкнулись вместе в очень плотной динамической среде, такой как центр галактики? »
Наблюдательный прогон 4 должен начаться в конце 2022 года. Исследование отправлено для публикации и в настоящее время доступно на сервере препринтов arXiv.