|
Слияние черных дыр и нейтронных звезд
|
|
|
|
Ученые обнаружили первое достоверное свидетельство того, что черная дыра и нейтронная звезда столкнулись, но вращались по овальной траектории, а не по идеальной окружности, непосредственно перед слиянием. Это открытие бросает вызов давним предположениям о том, как формируются и эволюционируют эти космические пары.
|
|
|
|
Исследователи из Бирмингемского университета, Автономного университета Мадрида и Института гравитационной физики Макса Планка опубликовали свои результаты сегодня (11 марта) в Astrophysical Journal Letters.
|
|
|
|
Ожидается, что большинство пар нейтронных звезд и черных дыр будут двигаться по круговым орбитам задолго до слияния. Но анализ гравитационно-волнового события GW200105 показывает, что эта система двигалась по овальной орбите задолго до слияния, образовав черную дыру, в 13 раз превышающую массу Солнца. Овальная орбита - это нечто невиданное ранее при такого рода столкновениях.
|
|
|
|
Доктор Патриция Шмидт (Patricia Schmidt) из Бирмингемского университета (University of Birmingham) сказала: "Это открытие дает нам новые важные сведения о том, как эти экстремальные объекты объединяются. Это говорит нам о неполноте наших теоретических моделей и поднимает новые вопросы о том, где во Вселенной зарождаются такие системы".
|
|
|
|
Исследователи проанализировали данные с детекторов LIGO и Virgo, используя новую гравитационно-волновую модель, разработанную в Институте гравитационно-волновой астрономии Бирмингемского университета. Это позволило им измерить как "овальность" орбиты (эксцентриситет), так и любое вызванное вращением колебание (прецессию). Это первый случай, когда эти два эффекта были измерены вместе при столкновении нейтронной звезды и черной дыры.
|
|
|
|
|
|
|
Герайнт Праттен, научный сотрудник Королевского общества Бирмингемского университета, сказал: "Орбита выдает игру с головой. Ее эллиптическая форма непосредственно перед слиянием показывает, что эта система не развивалась изолированно, а почти наверняка была сформирована гравитационными взаимодействиями с другими звездами или, возможно, с третьим компаньоном".
|
|
|
|
Байесовский анализ, сравнивший тысячи теоретических предсказаний с реальными данными, показал, что круговая орбита крайне маловероятна, исключив ее с вероятностью 99,5%.
|
|
|
|
Предыдущие анализы GW200105, которые предполагали круговую орбиту, недооценили массу черной дыры и переоценили массу нейтронной звезды. Новое исследование скорректировало эти значения и не нашло убедительных доказательств прецессии, что указывает на то, что эксцентриситет был вызван его образованием, а не вращением.
|
|
|
|
Гонсало Моррас из Мадридского автономного университета и Института гравитационной физики имени Макса Планка сказал: "Это убедительное доказательство того, что не все пары нейтронных звезд и черных дыр имеют одинаковое происхождение. Эксцентричная орбита указывает на то, что он родился в среде, где многие звезды взаимодействуют гравитационно".
|
|
|
|
Это открытие бросает вызов распространенному мнению о том, что все слияния нейтронных звезд и черных дыр происходят из–за одного доминирующего канала образования, и подчеркивает необходимость в более совершенных моделях формы волны, способных охватить всю сложность этих систем.
|
|
|
|
Это исследование помогает объяснить растущее разнообразие, наблюдаемое при слияниях компактных бинарных систем, и открывает возможности для выявления еще более необычных путей, поскольку число обнаружений гравитационных волн продолжает расти.
|
|
|
|
Источник
|
