Астрофизики наблюдают настоящее «цунами» гравитационных волн

Обновлено: 8 дек. 2021 г.

На минувшей неделе три международные исследовательские группы представили последнюю версию своего каталога гравитационных волн.


В сентябре 2015 года астрофизики впервые смогли непосредственно осуществить измерение гравитационных волн, задействовав для этого LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), двойную обсерваторию с двумя локациями: в Хэнфорде, Вашингтон и Ливингстоне, Луизиана. За этот прорыв Райнер Вейс, Барри Бариш и Кип Торн в 2017 году получили Нобелевскую премию по физике.

Две черные дыры сходятся все ближе, кружась вокруг друг друга, прежде чем слиться. Такие значительные космические события выполняют роль генератора гравитационных волн, которые также можно зафиксировать и на Земле.
Две черные дыры сходятся все ближе, кружась вокруг друг друга, прежде чем слиться. Такие значительные космические события выполняют роль генератора гравитационных волн, которые также можно зафиксировать и на Земле. © НАСА.

Явление, которое Альберт Эйнштейн предвидел в своей теории относительности более сотни лет назад, в 1916 году, обусловливается движением астрономических объектов по орбите и, наконец, столкновениями друг с другом. Но чтобы гравитационные волны оказали заметное влияние на материю, которое можно измерить с помощью земных технологий, должны быть задействованы огромные массы, то есть максимально компактные небесные тела, такие как черные дыры или, как вариант, нейтронные звезды.


Скачок от 55 к 90 наблюдениям


За шесть лет, прошедших с момента появления первых свидетельств сжатия/растяжения пространства-времени, наблюдение гравитационных волн утвердилось как неотъемлемая часть астрономии, которая до этого основывалась почти исключительно на наблюдениях электромагнитного излучения. Всего на исходный момент наблюдалось 55 гравитационно-волновых событий. Но затем несколько международных коллабораций увеличили это число почти вдвое - до 90. И соответствующий "Каталог гравитационно-волновых переходных процессов 3" (GWTC-3) уже был опубликован.


Исследования, которые предварительно представлены на сервере предварительных публикаций "ArXiv", суммируют 35 новых свидетельств гравитационных волн, выявленных коллаборациями LIGO Scientific, Virgo и KAGRA всего за полгода (XI.2019 - ІІІ.2020). Эти новые наблюдения также можно проследить до грандиозных космических событий: 32 из них, вероятно, были обусловлены слиянием парных черных дыр. А вот три остальные волновые гравитационные события, по всей видимости, стали следствием коллизий нейтронных звезд и соседних с ними черных дыр. И большинство из очень далеки от нас – удаление при этом составляет миллиарды световых лет.


«Периодическая таблица» каталогизированных гравитационно-волновых событий.
«Периодическая таблица» каталогизированных гравитационно-волновых событий. © LIGO Laboratory.

Свежие идеи и очередные головоломки


Сначала необходимо детально интерпретировать измерения масс и спинов задействованных черных дыр: они, по-видимому, дают представление об этих экзотических бинарных системах. С другой стороны, они также вызывают и новые вопросы.

«Соответствующие системы изначально возникали из двух звезд, совместно проходивших свои жизненные циклы и в конечном итоге ставших черными дырами?» - озадачивается Скотт. - «Или столкновение черных дыр имело место в особо плотной динамической среде, как вариант, в центре галактики?»

Теперь ответы на эти вопросы должен дать анализ большого количества новых полученных данных.

Черные дыры обнаруживаются с помощью гравитационных волн. © NorthwesternU.



Просмотров: 156Комментариев: 0