Астрономы обнаружили цунами гравитационных волн

Менее чем за пять месяцев, с ноября 2019 года по март 2020 года, интерферометры LIGO-Virgo зарегистрировали 35 массивных гравитационно-волновых событий. В среднем это почти 1,7 события гравитационных волн каждую неделю во время работы детектора.

Это представляет собой значительное увеличение по сравнению со средним недельным числом событий 1,5, обнаруженным в предыдущем прогоне, и результатом, в результате которого общее количество событий увеличилось до 90 с момента первого исторического обнаружения гравитационных волн в сентябре 2015 года.

"Эти открытия представляют собой десятикратное увеличение числа гравитационных волн, обнаруженных LIGO и Virgo с тех пор, как они начали наблюдения", - сказала астрофизик Сьюзан Скотт из Австралийского национального университета в Австралии.

"Мы зарегистрировали 35 событий. Это огромное количество! В отличие от этого, мы сделали три обнаружения во время нашей первой серии наблюдений, которая длилась четыре месяца в 2015–16 годах. Это действительно новая эра для обнаружения гравитационных волн, и число открытий растет. раскрывая так много информации о жизни и смерти звезд по всей Вселенной".

Из 35 новых обнаружений 32, скорее всего, являются результатом слияния пар черных дыр. Это когда пары черных дыр на близкой орбите притягиваются взаимной гравитацией, в конечном итоге сталкиваясь, образуя одну более массивную черную дыру.

Это столкновение вызывает рябь в пространстве-времени, как рябь, возникающая, когда вы бросаете камень в пруд; астрономы могут анализировать эту рябь, чтобы определить свойства черных дыр.

Данные выявили ряд масс черных дыр, самая массивная из которых примерно в 87 раз превышает массу Солнца. Эта черная дыра слилась со спутником, в 61 раз превышающим массу Солнца, в результате образовалась единственная черная дыра, в 141 раз превышающая массу Солнца. Это событие называется GW200220_061928.

В результате еще одного слияния образовалась черная дыра, в 104 раза превышающая массу Солнца; обе они считаются черными дырами промежуточной массы, в диапазоне масс от 100 до около миллиона солнечных масс, в которых было обнаружено очень мало черных дыр. GW200220_061928 также интересен, потому что по крайней мере одна из черных дыр, участвующих в слиянии, попадает в то, что мы называем верхним разрывом массы. Согласно нашим моделям, черные дыры массой более 65 солнечных масс не могут образоваться из одной звезды, как черные дыры звездной массы.

Это потому, что звезды-предшественники настолько массивны, что их сверхновые, известные как сверхновые с парной нестабильностью, должны полностью уничтожить ядро ​​звезды, не оставляя ничего, что могло бы гравитационно коллапсировать в черную дыру.

Это говорит о том, что черная дыра массой 87 солнечных масс может быть продуктом предыдущего слияния. GW200220_061928 - не первое, что связано с черной дырой в верхнем зазоре масс, но его обнаружение действительно предполагает, что такие слияния черных дыр не редкость. Статья команды отправлена ​​для публикации, и ее можно найти на сервере препринтов arXiv.