Исследователи из Университета Нью-Мексико разрабатывают методы исследований
Автор Хизер Гамильтон, писатель
Поскольку детекторы гравитационной волны позволяют более проникать в самые дальние районы космоса, к нам обращаются к изображениям некоторых из самых колоссальных махинаций известной реальности: сверхмассивных слияний черных дыр. LIGO - крупнейшая в мире гравитационная волновая обсерватория - уже насчитывает три с половиной, все больше, чем ожидалось. Для ученых это вызывает важный вопрос: являются ли эти крупные черные дыры результатом предыдущих слияний? Являются ли они людоедством?
Согласно статье, опубликованной библиотеками Корнеллского университета, мы теперь можем сказать.
Исследователи из Университета Нью-Мексико говорят, что они наблюдали и измеряли орбитальное движение между двумя большими черными дырами на расстоянии более 750 миллионов световых лет от Земли. Каришма Бансал, аспирант отделения физики и астрономии, является первым автором статьи, и она работала вместе с профессором УНМ Грегом Тейлором и его коллегами из Стэнфорда, Военно-морской обсерватории США и Обсерватории Близнецов.
Черные дыры были подтверждены как визуальная двоичная система после того, как исследователи записали свои радиоизлучения с использованием очень длинного базового массива (VLBA) - массива радиотелескопа, состоящего из 10 отдельных блоков, и построили траектории с течением времени.
В пресс-релизе Бансал сказал: «Когда доктор Тейлор дал мне эти данные, я был в самом начале обучения тому, как имитировать и понять. И, как я узнал, были данные, возвращавшиеся к 2003 году, мы построили их и определили (они), что они вращаются вокруг. Это весьма захватывающе."
Часть волнения заключается в том, что сверхмассивные черные дыры имеют массу, которая в 15 миллиардов раз больше, чем у Солнца, с орбитальными периодами, продолжающимися 24 000 лет. «То, что мы смогли сделать, является настоящим техническим достижением за этот 12-летний период с использованием VLBA для достижения достаточного разрешения и точности в астрометрии, чтобы фактически увидеть происходящую орбиту», - сказал Тейлор. «Это немного триумф в технологии, который мог это сделать».
Черные дыры образуются, когда внешняя масса звезды становится слишком большой, чтобы сердцевина нести, заставляя звезду разрушаться сама по себе и воспламенять слияние. Если последующая энергия не может уравновесить нисходящее давление, потому что все основные элементы сгорают, оставляя за собой железное ядро, то слияние прекращается, и гравитация захватывает, заставляя звезду взорваться.
Когда масса мала, звезда становится белым карликом. Но если масса велика, звезда взрывается и превращается в нейтронную звезду, или если она достаточно плотная, черная дыра. Нейтронные звезды и черные дыры могут даже потреблять друг друга, постепенно позволяя нейтронным звездам становиться черными дырами или черными дырами для расширения по размеру.
Группа исследователей изучила черные дыры с до 50 солнечными массами, отметив, как большие черные дыры возникли у тех, кто находится в непосредственной близости. Они обнаружили, что отношение масс черных дыр, участвующих в слияниях, изменяется в зависимости от того, сколько черных дыр по сути потребляется. Они также изучали спин черных дыр, хотя измерения еще не имеют большого разрешения. Черные дыры первого поколения состоят из умирающих звезд, которые сливаются, чтобы стать дырами второго поколения. Затем могут соединяться черные дыры второго поколения и первого поколения, или присоединяться два отверстия второго поколения.
Используя расчеты, полученные из массовых, вращающихся и коэффициентов слияния-массы, исследователи могут определить распределение черных дыр второго поколения и предсказать, как далеко в прошлом они происходили. Ars Technica сообщает, что слияния второго поколения с большей вероятностью будут ближе к нам, чем слияния первого поколения.
Команда считает, что продолжение исследования может выявить информацию за пределами взаимодействия черных дыр и показать будущее нашей галактики. Тейлор объяснил: «Супермассивные черные дыры оказывают большое влияние на звезды вокруг них, а также на рост и эволюцию галактики. Поэтому понимание большего о них и то, что происходит, когда они сливаются друг с другом, может быть важным для нашего понимания вселенной ».
Источники: Библиотеки Корнеллского университета, Эврикалерт, Ars Technica
Источник изображения: Wikimedia