Найден объект между черными дырами и нейтронными звездами
Астрономы повторно изучили гравитационный всплеск GW190814 и выяснили, что его источником была необычно легкая черная дыра и объект неизвестной природы, масса которого находится между черными дырами и нейтронными звездами. Результаты их работы опубликовал Astrophysical Journal Letters. «Событие GW190814 стало неожиданным и очень интересным открытием. Оно уникально по двум причинам. С одной стороны, масса участвующих в нем объектов очень разная – черная дыра в 23 раза тяжелее Солнца, тогда как ее компаньон – всего в 2,6 раза. Во-вторых, первый показатель рекордно мал, а второй выходит далеко за границы максимальной массы нейтронных звезд», – рассказал один из авторов работы, астрофизик из Института внеземной физики Общества Макса Планка Абхируп Гош.
Это событие, которое в прошлом ученые считали первым зафиксированным слиянием черной дыры и нейтронной звезды, детекторы гравитационных волн LIGO и ViRGO засекли в августе 2019 года. Следы GW190814 эти инструменты обнаружили на границе созвездий Кита и Скульптора, на расстоянии в 770 млн световых лет от Земли. До этого ученые уже находили несколько намеков на подобные события, однако после проверки все они оказывались ложными сигналами, источником которых были случайные процессы на Земле. Однако в случае с GW190814 проверка подтвердила, что это событие действительно было порождено парой компактных объектов с разными массами.
Еще более интересное открытие LIGO и ViRGO сделали примерно через месяц, обнаружив событие S190924h. которое породил пока неизвестный тип источников гравитационных волн, с которым астрономы еще не встречались. Как предполагают ученые, подобные всплески происходят из-за пар объектов массой гораздо тяжелее нейтронных звезд, но при этом легче типичных черных дыр, которые возникают в ходе взрывов крупных светил. Астрофизики пока не знают, что это за объекты.
Полностью обработав данные, собранные LIGO и ViRGO в августе 2019 года, и детально просчитав возможные сценарии формирования этих гравитационных волн, Гош и его коллеги обнаружили, что источником GW190814 тоже был подобный объект. В этом ученым помогло то, что объекты, породившие GW190814, находились на относительно небольшом расстоянии от Земли, а сам сигнал был необычайно мощным.
Благодаря этому астрономы впервые очень точно измерили скорость вращения черной дыры, а также определили массы объектов и узнали некоторые их физические свойства. В частности, скорость оказалась необычно низкой (7% от максимально допустимой), а менее крупный участок этого космического столкновения был более крупным, чем изначально считали исследователи. При этом он не «растягивался» в процессе сближения с черной дырой, как это делают нейтронные звезды перед слиянием с другим объектом.
Все это натолкнуло ученых на мысль, что и в случае с GW190814 они имеют дело с объектом неизвестной природы из «провала» между нейтронными звездами и черными дырами. Где он возник и как он объединился в пару с необычно маленькой черной дырой, астрономы пока не знают. Но уже сейчас они могут сказать, что поведение этих объектов в точности соответствует выкладкам теории относительности Эйнштейна. В общей сложности LIGO и ViRGO зафиксировали еще 56 всплесков гравитационных волн, часть которых, в том числе S190924h, тоже могли быть порождены подобными объектами неизвестной природы. Анализ этих сигналов, как надеются Гош и его коллеги, поможет им понять, что скрывается в «провале» между черными дырами и нейтронными звездами.
