DigitalArtSpace

Учёные впервые получили возможность измерить «отдачу» — скорость и траекторию движения — чёрной дыры, возникшей в результате слияния двух других чёрных дыр. Это стало возможным благодаря изучению гравитационных волн от события GW190412, зафиксированного в 2019 году. Специалисты выяснили, что неравномерность столкновения обусловила движение новой чёрной дыры со скоростью, превышающей 50 километров в секунду.

«В астрофизике лишь немногие явления позволяют не просто фиксировать открытия, но и воссоздавать полное трёхмерное движение объекта, расположенного на расстоянии миллиардов световых лет, опираясь исключительно на возмущения в пространстве-времени», – отмечает астрофизик Коустав Чандра из Пенсильванского государственного университета. «Это впечатляющий пример потенциала гравитационных волн».

За десять лет, прошедших с момента первого зарегистрированного наблюдения гравитационных волн, детекторы LIGO, Virgo и KAGRA зафиксировали сотни слияний чёрных дыр. Гравитационные волны аналогичны ряби на водной поверхности, однако в данном случае «водой» выступает само пространство-время. При сближении двух чёрных дыр их гравитационные поля, взаимодействуя друг с другом, деформируют пространство-время, генерируя волны, распространяющиеся со скоростью света. Столкновение и слияние чёрных дыр приводит к возникновению мощного гравитационного импульса и образованию единого объекта. Анализируя эти волны, исследователи могут определить характеристики чёрных дыр, такие как масса и вращение исходных объектов, а также масса результирующей чёрной дыры.

«По словам астрофизика Хуана Калдерон-Бустильо из Университета Сантьяго-де-Компостела в Испании, слияние чёрных дыр можно сравнить с наложением различных сигналов, аналогично оркестровой музыке, создаваемой звучанием множества инструментов. Он отмечает, что этот «оркестр» уникален: слушатели, расположенные в разных точках вокруг него, будут фиксировать различные комбинации инструментов, что даст им возможность определить их местоположение относительно него».

Среди наиболее заметных эффектов, возникающих в результате взрывов сверхновых или слияния чёрных дыр, выделяется так называемый «натальный пинок». Когда событие происходит неравномерно – например, сверхновая взрывается с разной интенсивностью с разных сторон, или массы слияющихся чёрных дыр значительно отличаются – энергия распределяется несимметрично, что приводит к сильному толчку, направленному в одну сторону, для вновь образовавшейся чёрной дыры.

В апреле 2019 года коллаборация LIGO-Virgo зарегистрировала слияние двух чёрных дыр, массы которых значительно отличались: 29,7 и 8,4 солнечных масс. Относительно небольшая масса образовавшейся чёрной дыры обеспечила более продолжительный сигнал, предоставив исследователям значительный массив информации. С помощью ранее разработанной методики анализа учёные смогли установить угол и скорость выброса новой чёрной дыры. Выявленная скорость оказалась достаточной для её выталкивания из шарового звёздного скопления.

Несмотря на то, что слияние произошло на удалении 2,4 миллиарда световых лет, современные приборы не позволяют наблюдать шаровое скопление на таком расстоянии. Если чёрная дыра действительно находилась в нём, то, скорее всего, она уже покинула его.

Авторы работы утверждают, что данная методика способна стать ценным инструментом при изучении слияний чёрных дыр. Астрофизик Самсон Леонг из Китайского университета Гонконга отмечает: «Слияния чёрных дыр в плотных средах способны вызывать обнаруживаемые электромагнитные сигналы, то есть вспышки, когда остаточная чёрная дыра проходит через плотную среду, такую как активное галактическое ядро». Он добавляет, что поскольку видимость вспышки зависит от расположения вектора отдачи относительно Земли, определение отдачи позволит выявлять подлинные гравитационно-волновые и электромагнитные события, а не просто случайные совпадения».

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.