Катаклизм нового типа в космосе: обнаружено первое слияние черной дыры и нейтронной звезды

Черная дыра фото

Давным-давно в двух галактиках на расстоянии около 900 млн. световых лет две черные дыры поглотили своих спутников нейтронных звезд, вызвав гравитационные волны, которые наконец достигли Земли в январе 2020 года.

Обнаруженные международной группой астрофизиков, в том числе исследователями Северо-Западного университета, два события, обнаруженных с разницей всего в 10 дней, являются первым в истории обнаружением слияния черной дыры с нейтронной звездой.

Полученные данные позволят исследователям сделать первые выводы о происхождении этих редких двойных систем и о том, как часто они сливаются.

Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal Letters.

Чейз Кимбалл, аспирант Северо-Запада, соавтор исследования заявил, что гравитационные волны позволили ученым обнаружить столкновения пар черных дыр и пар нейтронных звезд. Он добавил, что именно смешанное столкновение черной дыры с нейтронной звездой было неуловимым недостающим фрагментом семейной картины слияния компактных объектов.

«Завершение этой картины имеет решающее значение для ограничения множества астрофизических моделей образования компактных объектов и эволюции двойных систем. Этим моделям присущи их предсказания скорости слияния черных дыр и нейтронных звезд. Благодаря этим обнаружениям у нас, наконец, есть измерения скорости слияния по всем трем категориям компактных бинарных слияний», — добавил он.

Команда наблюдала два новых гравитационно-волновых события, получивших название GW200105 и GW200115, 5 января 2020 года и 15 января 2020 года во второй половине третьего сеанса наблюдений детекторов LIGO и Virgo, получившего название O3b. Хотя несколько обсерваторий провели несколько последующих наблюдений, ни одна из них не наблюдала свет ни от одного из событий, что соответствовало бы измеренным массам и расстояниям.

«После дразнящего открытия, о котором было объявлено в июне 2020 года, слияния черной дыры с загадочным объектом, который, возможно, является самой массивной нейтронной звездой из известных, также интересно обнаружение четко идентифицированных смешанных слияний, как и предсказывали наши ученые. теоретические модели на протяжении десятилетий. Количественное сопоставление ограничений скорости и свойств для всех трех типов населения будет мощным способом ответить на основополагающие вопросы происхождения», — говорит Вики Калогера, главный исследователь группы LSC Северо-Западного университета, директор Центра междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA) и заслуженный профессор физики и астрономии в колледжах искусств Вайнберга и Дэниел Линцер.

Все три больших детектора (как LIGO, так и Virgo) обнаружили GW200115, который образовался в результате слияния черной дыры с массой 6 солнечных и нейтронной звезды с массой 1,5 солнечной, примерно в 1 миллиард световых лет от Земли. Наблюдая за тремя удаленными друг от друга детекторами на Земле, можно определить направление происхождения волн к части неба, эквивалентной площади, покрытой 2 900 полными лунами.

Всего 10 днями ранее LIGO обнаружила сильный сигнал от GW200105, используя только один детектор, в то время как другой был временно отключен. По гравитационным волнам астрономы пришли к выводу, что сигнал был вызван столкновением черной дыры массой 9 солнечных с компактным объектом массой 1,9 солнечной, который, в конечном итоге, был нейтронной звездой. Это слияние произошло на расстоянии около 900 миллионов световых лет от Земли.

Поскольку сигнал был сильным только в одном детекторе, астрономы не могли точно определить направление происхождения волн. Хотя сигнал был слишком тихим, чтобы детектор мог подтвердить его обнаружение, его данные помогли сузить потенциальное местоположение источника до примерно 17% всего неба, что эквивалентно области, покрытой 34000 полных лун.

Поскольку эти два события являются первыми достоверными наблюдениями гравитационных волн от черных дыр, сливающихся с нейтронными звездами, астрофизики теперь могут оценить, как часто такие события происходят во Вселенной. Хотя не все события поддаются обнаружению, исследователи ожидают, что примерно одно такое слияние в месяц происходит на расстоянии до одного миллиарда световых лет.

Хотя неясно, где образуются эти двойные системы, астрономы определили три вероятных космических происхождения: звездные двойные системы, плотное звездное окружение, включая молодые звездные скопления, и центры галактик.

В настоящее время команда готовит детекторы для четвертого цикла наблюдений, который начнется летом 2022 года.

Ранее Курсор писал, что NASA создаст трехмерную модель Земли. Космическое агентство NASA занимается разработкой новой спутниковой программы «Обсерватория системы Земли».

NASA показали ТОП-20 лучших снимков года из космоса. Подборку с самыми красивыми видами из космоса опубликовали на Youtube-канале агентства.

NASA объявила конкурс на 500 тыс. долларов. Крайний срок для конкурса Deep Space Food Challenge назначен на 30 июля 2021 года.

В NASA рассказали, может ли Земля столкнуться с астероидом в ближайшем будущем.

Курсор также сообщал о том, когда NASA откроет первый орбитальный отель.

Google показал, как изменилась Земля с 1984 года (ВИДЕО). Google Earth Timelapse позволяет увидеть, как изменилась наша планета за последние 37 лет.

Ученые выдвинули новую теорию о зарождении жизни на Земле.

Найдено лучшее место для жизни в Млечном Пути. Ученые утверждают, что лучшее время и место для зарождения жизни было в другой части галактики.

Ученые решили проблему происхождения жизни на Земле.

Читайте последние новости Израиля и мира на канале Курсора в Telegram.

Автор материала:
Таня Нати
ТЭГИ: