Детектор гравитационных волн зафиксировал, как черные дыры пожирают нейтронные звезды

Обнаружение гравитационных волн от столкновений между двумя черными дырами или двумя нейтронными звездами становится почти обычным делом, но теперь астрономы обнаружили последний фрагмент треугольника — черную дыру, поглощающую нейтронную звезду. Два отдельных события произошли с разницей всего в несколько дней.

Гравитационные волны — это рябь в самой ткани пространства-времени, вызванная некоторыми из самых мощных катаклизмов во Вселенной, такими как столкновения между массивными объектами — черными дырами и нейтронными звездами. С момента первого обнаружения, получившего Нобелевскую премию в 2015 году, было обнаружено более 50 таких событий.

И теперь ученые подтвердили два новых важных открытия. Первый случай произошел 5 января 2020 года, когда черная дыра с массой примерно в девять раз больше Солнца поглотила нейтронную звезду с массой 1,9 солнечных.

Оказалось, что она находится на расстоянии около 900 миллионов световых лет от нас, хотя ее местоположение в небе трудно определить, потому что один из трех детекторов в коллаборации LIGO-Virgo в то время не работал.

Второе событие было зарегистрировано всего через 10 дней, 15 января, с участием черной дыры с массой 6 солнечных и нейтронной звезды с массой 1,5 солнечной, расположенных примерно в 1 миллиард световых лет от Земли. На этот раз все три детектора были включены и работали, поэтому местоположение можно было определить более точно — хотя это все еще полоса неба, примерно в 3000 раз больше, чем полная луна.

В прошлом было известно, что столкновения между парами нейтронных звезд производят потрясающие сигналы в других длинах волн, таких как видимый свет, радио, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

Поэтому после этих обнаружений астрономы бросились сканировать небо на предмет каких-либо вспышек света или других сигналов. Однако ничего не было замечено, но ученые говорят, что это неудивительно, поскольку большие расстояния означают, что любой свет будет очень тусклым.

Еще один фактор, по мнению астрономов, заключается в том, что черные дыры, возможно, были «изящными пожирателями». Похоже, они сожрали нейтронные звезды целиком, «как Пак-Мэн», как выразилась астроном Сьюзен Скотт.

Это первое подтвержденное обнаружение столкновения между черной дырой и нейтронной звездой, но были и другие кандидаты. Первый произошел 26 апреля 2019 года, но позже ученые пришли к выводу, что сигнал, скорее всего, был просто шумом детектора. Второй кандидат был обнаружен в августе 2019 года, но до сих пор неясно, какие именно объекты были задействованы.

Следующий запуск наблюдений планируется начать в середине 2022 года, после того, как детекторы пройдут модернизацию. Несомненно, после этого нас ждут новые невероятные открытия.

Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal Letters.

Видео ниже показывает драматическое событие.