18:16
Гравитационные волны: астрономы обнаружили черную дыру настолько массивную, что не были уверены в ее существовании

Одна из величайших вещей в том, чтобы быть астрофизиком, заключается в том, что вы продолжаете открывать вещи, которые вы не думали, что это возможно. Теперь Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO)и обсерватория Virgo обнаружили свою самую большую черную дыру. Это важно, потому что ученые на самом деле сомневались в том, что черные дыры такой массы вообще могут существовать.

После нескольких месяцев кропотливого анализа команда только что сообщила о своем открытии в статьях в Physical Review Letters и Astrophysical Journal Letters.

Черная дыра была обнаружена потому, что ее слияние с чуть менее массивным спутником испускало гравитационные волны. Это рябь в пространстве-времени, которую можно обнаружить на Земле-отголоски жестоких космических столкновений, которые в данном случае произошли миллиарды лет назад.

Это открытие чрезвычайно важно с исследовательской точки зрения. Это также решает спор между астрофизиками. В феврале 2017 года некоторые из нас встретились в Аспенском физическом центре в Колорадо, США. Мы были взволнованы, обсуждая результаты, которые мы уже получили от LIGO. Но мы также с нетерпением ждали будущих открытий и спорили о том, как пары черных дыр на самом деле сливаются.

Обсуждалось несколько идей. Одна из них заключалась в том, что пары массивных звезд постепенно эволюционируют бок о бок, пока обе не схлопнутся в черные дыры и в конечном счете не сольются. Другой - что ранее неизвестные черные дыры могут быть объединены толпой других звезд в плотных звездных областях. Но что является главным процессом? Я собрал несколько участников вместе, чтобы сделать ставку, как показано на фотографии ниже.

Сурав Чаттерджи (сейчас в Тате. Институт фундаментальных исследований, Индия); Карл Родригес (Карнеги Меллонский университет, США); я; Даниэль Хольц (Чикагский университет, США); Крис Бельчинский (астрономический центр Николая Коперника, Польша). Предоставлено автором

 

Насильственные Звездные смерти

В конце своей жизни – когда у звезд заканчивается ядерное топливо и больше нет опорного давления, чтобы противостоять их собственной гравитации-они коллапсируют. Маломассивные звезды, включая наше Солнце, в конечном счете становятся слабыми звездными призраками, известными как “белые карлики”. Звезды, которые вначале были тяжелее примерно в восемь раз массы Солнца, становятся невероятно плотными и маленькими объектами, называемыми нейтронными звездами. И действительно массивные звезды с более чем 20 солнечными массами при рождении становятся черными дырами, с конечными массами между несколькими и около 40 солнечными массами.

Но уже давно было высказано предположение, что нечто странное происходит с очень, очень массивными звездами, возможно, с начальными массами между 130 и 250 солнечными массами, чьи центры становятся действительно горячими (около миллиарда градусов Кельвина) в конце их эволюции. Свет, отражающийся внутри этих звезд и обеспечивающий большую часть поддержки давления, настолько энергичен, что может трансформироваться в пары электронов и позитронов (позитроны являются антиматериальными аналогами электронов - они почти идентичны, но имеют противоположный заряд).

Это, в свою очередь, делает звезду нестабильной: давление внезапно падает, центр звезды сжимается и нагревается , а беглый ядерный синтез заставляет всю звезду взорваться в яркой сверхновой “пара-нестабильность”, не оставляя после себя никаких остатков.

Это означает, что если бы все черные дыры в сливающихся парах были созданы коллапсирующими звездами, то не было бы никаких черных дыр с массами от 55 до 130 солнечных масс – звезды, которые могли бы произвести такие остатки, закончили бы свою жизнь взрывами, которые ничего не оставляют после себя. Более массивные черные дыры, однако, могут образовываться из еще более тяжелых звезд (более 250 солнечных масс), которые не подвергаются такому же быстрому ядерному синтезу и полностью коллапсируют в черные дыры.

Но это не относится к черным дырам, сливающимся в толпу. Когда две черные дыры сливаются, они создают другую черную дыру, почти такую же тяжелую, как сумма их масс. Если эта черная дыра остается в плотной окружающей среде, она может снова слиться, давая начало еще более массивным черным дырам различных размеров, заполняя разрыв в массе. Это то, что привело нас к подписанию этого пари в Аспене: найдем ли мы сливающуюся черную дыру с массой примерно между 55 и 130 солнечными массами или нет?

Заполнение зазора (массы)

GW190521-это действительно слияние двух очень массивных черных дыр, самых тяжелых из всех, наблюдавшихся до сих пор с помощью гравитационных волн. Более тяжелая, измеренная между 71 и 106 солнечными массами (с 90% - ной достоверностью), падает прямо в разрыв масс. Это наводит на мысль, что черные дыры действительно постоянно сливаются.

Объединенная дыра имела конечную массу в 142 раза больше массы Солнца, что делало ее самой большой в своем роде, наблюдаемой на сегодняшний день в гравитационных волнах. LIGO / Caltech / MIT / R. Hurt (IPAC).

Я не участвовал в этом чудесном измерении. Но с помощью по счастливому стечению обстоятельств мне представилась возможность выступить арбитром в одной из газет "Дискавери", а это значит, что теперь я вполне готов выполнять свои обязанности арбитра Пари. Мое первое дело-вынести решение в пользу Чаттерджи и Родригеса, а также Фреда Расио из Северо-Западного университета, США, которые присоединились к окончательным победителям в добавлении после того, как была подписана первоначальная ставка.

Ставка. Предоставлено автором

Поздравляем заслуженных победителей – и пусть они насладятся вином я был обязан им и получал удовольствие от того, что оказался прав. Поскольку пари было решено, моя следующая задача, наряду со многими другими астрофизиками во всем мире, заключается в том, чтобы начать думать о последствиях этого революционного наблюдения.

Является ли это окончательной демонстрацией многократного слияния черных дыр в плотном скоплении звезд? Могли ли мы неверно оценить границы разрыва масс из-за неопределенности в ключевых ядерных реакциях? Может быть, слияние произошло совершенно по-другому, о чем мы даже не думали?

Команды ЛИГО-Девы в очередной раз проделали удивительную работу со своими командами. инструменты и анализ данных, получение удивительно неожиданного результата. Для остального астрофизического сообщества удовольствие от понимания этого только начинается. Вот почему в таких научных пари каждый действительно является победителем.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Глaвнaя грoбницa


Орбитальный аппарат ЕКА Trace Gas обнаруживает Озон и углекислый газ в атмосфере Марса


Оргазм во сне: что вы не знали о сексуальном феномене

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 79 | Добавил: admin | Теги: Черная дыра, что не были уверены в ее существова, масса Солнца, Гравитационные волны: астрономы обн, США, черный, дыра, конечный счет, LIGO, Масса, звезда | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar