|
Крупнейшее из наблюдавшихся слияний чёрных дыр
|
|
|
|
Гравитационные волны — это рябь в пространстве-времени, возникающая, когда две чёрные дыры по спирали приближаются друг к другу и в конце концов сливаются. Но если на пути к Земле эта рябь была искажена гравитацией другого массивного объекта, то, согласно новому исследованию, эти чёрные дыры могут оказаться гораздо крупнее, чем на самом деле.
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal Letters, Мигель Сумалакарреги и его коллеги из Института гравитационной физики Общества Макса Планка заново проанализировали сигнал от, как казалось, крупнейшего из когда-либо зарегистрированных слияний чёрных дыр. Они пришли к выводу, что объекты, вероятно, были гораздо легче, чем предполагалось изначально.
|
|
|
|
Когда две чёрные дыры по спирали сближаются и сливаются, они испускают гравитационные волны, распространяющиеся со скоростью света и создающие крошечные искажения в пространстве-времени, которые растягивают и сжимают всё, через что проходят. Такие детекторы, как LIGO, Virgo и KAGRA, улавливают эти искажения, когда они проходят над Землёй, и по характеру сигнала исследователи могут определить массу чёрных дыр.
|
|
|
|
Но если на своём пути волна проходит рядом с другим массивным объектом, его гравитация может действовать как линза, преломляя и усиливая сигнал. Увеличенная волна будет казаться сильнее, чем в момент своего возникновения, и это может ввести исследователей в заблуждение, заставив их предположить, что источник сигнала массивнее, чем на самом деле.
|
|
|
|
|
|
|
В ноябре 2023 года сеть LIGO-Virgo-KAGRA зафиксировала сигнал под названием GW231123, источником которого стало слияние двух чёрных дыр с суммарной массой от 190 до 265 масс Солнца. Это была самая крупная из когда-либо наблюдавшихся двойных систем чёрных дыр, масса которой превышала массу, характерную для стандартного звёздного коллапса.
|
|
|
|
Однако команда Сумалакарреги предположила, что эти массы могли быть завышены из-за гравитационного линзирования. Чтобы проверить эту гипотезу, они создали модель, учитывающую наличие компактного объекта, возможно, чёрной дыры средней массы, который находится в гравитационном поле галактического масштаба на пути распространения сигнала. Затем они проверили, насколько хорошо предсказания их модели согласуются с искажениями, наблюдаемыми в сигнале GW231123.
|
|
|
|
Команда получила убедительные статистические доказательства в пользу своей гипотезы о линзировании: вероятность того, что наблюдаемая закономерность возникла случайно, составляет менее 1 %. Согласно этому сценарию, истинная суммарная масса сливающихся черных дыр снижается до более скромных значений — от 100 до 180 масс Солнца, что частично снимает противоречие с существующими моделями образования черных дыр.
|
|
|
|
Полученные данные позволяют предположить, что GW231123, возможно, не является таким уж рекордсменом, как казалось на первый взгляд, и что другие обнаруженные на данный момент исключительно массивные сливающиеся черные дыры могут быть искажены подобным образом из-за гравитационного линзирования.
|
|
|
|
Поскольку детекторы гравитационных волн становятся все более чувствительными, ученые считают, что к прошлым открытиям стоит присмотреться повнимательнее на случай, если окажется, что некоторые из самых экстремальных черных дыр во Вселенной не такие уж и экстремальные.
|
|
|
|
Источник
|
