Специалисты LIGO объяснили почему черные дыры сливаются по одному сценарию
AstroNews.ru - 05 Апреля 2017 22:27:12
Журнал «Nature Communications» опубликовал статью о собранном LIGO анализе данных, когда были обнаружены первые три слияния черных дыр. Из них следует, что все подобные объекты зарождаются и соединяются в одинаковом порядке в системах, состоящих из двух сверхкрупных звезд.
Сотрудник университета Бирмингема из Великобритании, Илья Мандель, привел пример того, как палеонтологи ни разу не видели живого динозавра, но по его останкам могут объяснить его образ жизни, и то, как он выглядел. Аналогично можно осуществить анализ данных слияния черных дыр, и основываясь на результатах, представить, как выглядели и взаимодействовали в течение своей жизни их звезды-предшественницы.
Осенью 2015-го учеными был обнаружен всплеск гравитационных волн как следствие сливания черных дыр общим весом в 65 Солнц. В дальнейшем LIGO было зафиксирована еще пара всплесков, однако научное сообщество официально признало только одно. Специалисты активно изучают данные по этим всплескам, так как не рассчитывали обнаружить столь скорого и частого слияния черных дыр. В расчёт создателей LIGO входило застать столкновение пульсаров.
Мандель считает, что для слияния черных дыр необходимы специфические условия, например, расстояние длиной не больше 20% от отдаления Земли от Солнца. Но, так как, масса обнаруженных черных дыр слишком высока, удовлетворить такое условие крайне сложно, а то и вовсе не возможно. Эта спорная ситуация сейчас и разделила мнения ученых.
GW150914, GW151226 и LVT151012 – зафиксированные LIGO всплески, в условиях которых и произошло зарождение черных дыр. Мандель и его команда уже пробовали их просчитать. Итог: все три черные дыры зародились в абсолютно одинаковых условиях – в недрах тесных пар короткоживущих звезд практически отсутствовали астрономические «металлы», элементы тяжелее водорода и гелия.
Пока эти звезды располагались настолько близко друг к другу, в какой-то этап развития вокруг образовывалась общая газовая оболочка, из-за чего такие пары для внешнего наблюдения было почти не отличить от целого большого светила. По рассчитанной учеными общей массе в 80-160 Солнц, они очень тесно кружили относительно друг друга, заканчивая один виток приблизительно за 500 дней.
Со временем эта оболочка теряла свою стабильность и сбрасывалась, из-за чего энергия звездами терялась и они сближались еще ближе. Настолько близко, что такого расстояния было достаточно для их полного слияния, после того как они превратятся в черные дыры. Ученые поясняют, при одном раскладе, за счет отсутствия «металлов» одна звезда «перетягивает» на себя материю своей пары и быстро «перевоплощается» в черную дыру. И, таким образом, для того, чтобы сформировалась вторая, менее крупная сингулярность, практически не остается «стройматериалов».
По данным астрономов, таких «соседствующих» светил в числе крупных шаровых скоплений звезд нашей Галактики, а так же за ее пределами, содержится довольно большое количество. И то, насколько часто такие пары формируются, позволяет объяснить как LIGO меньше чем за год, обнаружили сразу три таких случая.