Астрономите откриват гравитационна вълна „цунами“. При теб откъдето идвам

най-новата гравитационна вълна Running Monitor записа най-голямото разстояние до момента.

За по-малко от пет месеца, от ноември 2019 г. до март 2020 г., интерферометрите LIGO-Virgo регистрираха 35 масивни гравитационни вълни. Средно това е приблизително 1,7 гравитационни вълни всяка седмица за продължителността на бягането.

Това е значително увеличение от средната седмична стойност от 1,5 събития, открити в предишния цикъл, и в резултат на това общият брой събития се увеличи до 90 след първото откриване на гравитационна вълна, което влезе в историята през септември 2015 г.

„Тези открития представляват десетократно увеличение на броя на гравитационните вълни, които LIGO и Virgo са открили, откакто започнаха да наблюдават“, Астрофизичката Сюзън Скот каза:от Австралийския национален университет в Австралия.

„Открихме 35 събития. Това е огромно! За разлика от това, направихме три открития в нашето първо наблюдение, което продължи четири месеца през 2015-16 г. Това наистина е нова ера на открития на гравитационни вълни и нарастващият брой открития разкрива много на информация за живота и смъртта.“ звезди по цялата вселена.“

От 35-те нови открития, 32 най-вероятно са резултат от сливания между двойки черни дупки. Това се случва, когато двойки черни дупки в близка орбита се изтеглят от взаимната гравитация и в крайна сметка се сблъскват, за да образуват единична, по-масивна черна дупка.

Този сблъсък изпраща вълни през пространство-времето, като вълните, генерирани, когато хвърлите камък в езерце; Астрономите могат да анализират тези вълни, за да определят характеристиките на черните дупки.

Графика, показваща масите на всички сливания на черни дупки, обявени досега. (LIGO-Дева / Аарон Гелер / Северозападен университет)

Данните разкриват куп от маси на черни дупки, като най-голямата регистрирана е около 87 пъти по-голяма от масата на Слънцето. Тази черна дупка се сля с придружител с маса 61 пъти по-голяма от масата на слънцето, което води до една черна дупка с маса 141 пъти масата на слънцето. Това събитие е наречено GW200220_061928.

Последното сливане доведе до черна дупка с маса 104 пъти по-голяма от масата на Слънцето. И двете се считат за черни дупки със средна маса, с маси, вариращи от 100 до около 1 милион слънчеви маси, с много малко открити черни дупки.

GW200220_061928 също е интересен, защото поне една от черните дупки, участващи в сливането, се намира в това, което наричаме горна масова пропаст. Според нашите модели черните дупки, по-големи от 65 слънчеви маси, не могат да се състоят от една звезда, както правят черните дупки със звездна маса.

Това е така, защото звездите предшественици са толкова масивни, че свръхновите – известни като Нестабилни двойки свръхнови Тя трябва напълно да изтрие звездното ядро, като не оставя нищо след себе си, което да се срути от гравитацията в черна дупка.

Това предполага, че черната дупка от 87 слънчева маса може да е била продукт на предишно сливане. GW200220_061928 не е първият, който включва черна дупка в горната разлика в масата, но нейното откриване предполага, че йерархичните сливания на черни дупки не са необичайни.

Друго събитие включва обект в по-ниската масова празнина – празнина от черни дупки между 2,5 и 5 пъти масата на Слънцето. Не сме открили окончателно неутронна звезда, по-голяма от първата, или черна дупка, по-малка от втората; Събитието, наречено GW200210_092254, включваше запис на обект с 2,8 слънчеви маси. Астрономите са стигнали до заключението, че това може да е много малка черна дупка.

„Разглеждането на масите и ротациите на черните дупки в тези двоични системи показва как тези системи се държат заедно на първо място“, — каза Скот.

„Това също така повдига някои наистина страхотни въпроси. Например системата първоначално ли се е образувала от две звезди, които са преминали през жизнения си цикъл заедно и в крайна сметка са се превърнали в черни дупки? Или двете черни дупки са били нанизани заедно в много плътна, динамична среда като център на галактика?“

Другите три събития от 35 включват черна дупка и нещо друго по-малко масивно, вероятно неутронна звезда. Тези събития представляват голям интерес за астрономите, защото могат да разкрият какво има вътре в неутронна звезда – ако някога я открием да излъчва светлина. Като открием повече от тези сливания, можем да започнем да изграждаме по-добро разбиране за това как те всъщност се случват.

„Едва сега започваме да оценяваме прекрасното разнообразие от черни дупки и неутронни звезди, “ Астрономът Кристофър Бери каза: От университета в Глазгоу, Великобритания

„Нашите най-нови резултати доказват, че те идват в много размери и комбинации – разрешихме някои стари мистерии, но открихме и някои нови. С тези наблюдения сме по-близо до решаването на загадките за това как звездите, градивните елементи на нашата вселена, да се развива.“

Документът на екипа е изпратен за публикуване и може да бъде намерен на сървъра за предпечат arXiv.