Ученые пытаются найти источник мощной гравитационной волны

Гравитация изображение

Невидимые звезды «темной материи» могут объяснить загадочные гравитационные волны.

В прошлом году ученые смогли обнаружить гравитационные волны от самого массивного столкновения черных дыр из когда-либо зарегистрированных. Теперь международная группа астрофизиков предложила экзотическую альтернативу — данные могут фактически свидетельствовать о столкновении двух бозонных звезд, гипотетических объектов, которые были бы невидимыми. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Гравитационные волны — это рябь в самой ткани пространства-времени, порожденная одними из самых мощных катаклизмов в космосе — чаще всего столкновениями между черными дырами и/или нейтронными звездами. Невероятно точные инструменты, управляемые LIGO/Virgo Collaboration (LVC), улавливают эти волны, когда они омывают Землю. Астрономы анализируют данные сигналы для того, чтобы узнать о массах объектов, участвующих в первоначальном слиянии.

С момента первого открытия в 2015 году было обнаружено около 50 сигналов гравитационных волн, но один сигнал был особенным. Ученые назвали его GW190521.

Ученые считают, что сигнал GW190521 возник в результате столкновения двух объектов, которые в 65 и 85 раз больше массы Солнца. Объект, появившийся в результате столкновения, имел массу, равную 142 массам Солнца. Таким образов этот объект относится к редкому классу черных дыр средней массы (IMBHs).

По словам ученых, черная дыра такой массы значительно больше, чем масса черной дыры звездной массы, но гораздо меньше, чем сверхмассивная черная дыра.

Ученые выдвинули новое объяснение, которое соответствует заданным условиям — это столкновение двух экзотических объектов, называемых бозонными звездами.

Бозонные звезды (если они существуют) в основном состоят из бозонов, одного из двух классов элементарных частиц. Обычные звезды в основном состоят из другого класса, известного как фермионы. Бозонные звезды теоретически функционируют так же, как черные дыры, втягивая материю из своего окружения благодаря своему сильному гравитационному притяжению, но с одним важным отличием.

Известно, что даже свет не может вырваться из черной дыры. Но у бозонных звезд нет этой «точки невозврата», что означает, что эти экзотические объекты не будут черными как смоль, а будут прозрачными и практически невидимыми.

В новом исследовании ученые смоделировали слияния бозонных звезд и обнаружили, что они будут давать сигнал, соответствующий прошлогоднему GW190521. Ученые заявляют, что бозонные звезды — даже лучшее объяснение произошедшего, чем черные дыры.

Проблема с объяснением сталкивающихся черных дыр заключается в том, что масса одной из этих черных дыр выходит за рамки принятых категорий. Есть черные дыры звездной массы, образовавшиеся в результате коллапса звезд и их масса составляет от 5 до 20 Солнц. После идут черные дыры средней от 100 до 10 000 солнечных масс. Однако объект с 85 солнечными массами никак не вписывается в этот диапазон. Именно это и озадачило ученых.

Гипотеза с бозонными звездами устраняет это препятствие. Эта гипотеза также изменила бы некоторые другие свойства столкновения.

«Во-первых, мы больше не будем говорить о сталкивающихся черных дырах, что устраняет проблему борьбы с запрещенной черной дырой. Во-вторых, поскольку слияния бозонных звезд намного слабее, мы предполагаем гораздо меньшее расстояние, чем то, которое оценивает LVC. Это приводит к гораздо большей массе последней черной дыры, примерно 250 масс Солнца, поэтому тот факт, что мы стали свидетелями образования черной дыры промежуточной массы, остается верным», — говорит Хуан Кальдерон Бустильо, автор исследования.

Хотя команда утверждает, что это может быть первым свидетельством существования бозонных звезд, пока это все еще лишь теория. Ученым необходимо провести новые исследования и моделирование.

Если ученые смогут подтвердить теорию, то они могут приблизиться к разгадке одной из самых запутанных загадок космологии — темная материя. Для существования бозонных звезд они должны состоять из стабильного бозона, обладающего «самоотталкивающим действием», и гипотетическая частица, называемая аксионом, отвечает всем требованиям. Аксионы также являются ведущим кандидатом на частицы темной материи.

Ранее Курсор уже писал, что ученые обнаружили необычную черную дыру. Новое исследование показало, что самая первая обнаруженная черная дыра намного больше, чем предполагалось.

Курсор уже сообщал, что ученые опровергли популярное представление о черных дырах. Астрофизики Массачусетского университета в Дартмуте и Университета Род-Айленда опровергли популярное представление о черных дырах, так называемую «теорему об отсутствии волос».

Зафиксировано столкновение черной дыры с загадочным объектом. Астрофизики из нескольких университетов США зафиксировали столкновение черной дыры с объектом, «который не должен существовать».

Стало известно, что ученые предсказали гибель необычной черной экзопланеты.

Ранее Курсор писал, что 20 планет за пределами Солнечной системы более пригодны для жизни, чем Земля, а астрономы уже назвали четыре самые многообещающие планеты для жизни.

Напомним, Курсор сообщал о том, что астрономы обнаружили новые теплые экзопланеты, а также раскрыли тайну самой загадочной галактики.

ТЭГИ:
comments powered by HyperComments