Астрономы впервые зафиксировали слияние черной дыры с нейтронной звездой

МОСКВА, 29 июн — РИА Новости. В статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters, авторы описывают первые в мире наблюдения гравитационных волн, возникших при слиянии нейтронной звезды и черной дыры. Два подобных события произошли в январе 2020 года с разницей в десять дней.

Астрофизики лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO и детектора гравитационных волн Virgo 5 и 15 января 2020 года зафиксировали два гравитационных события, получившие названия GW200105 и GW200115. Первое представляло себой столкновение черной дыры массой около девяти солнечных масс и нейтронной звезды с 1,9 массы Солнца и произошло на расстоянии около 900 миллионов световых лет от Земли. Второе — слияние черной дыры с массой шесть солнечных и нейтронной звезды с 1,5 солнечной массы — примерно в одном миллиарде световых лет.

События стали первыми достоверными наблюдениями гравитационных волн от слияния черных дыр и нейтронных звезд. Исследователи предполагают, что такие слияния в пространстве до одного миллиарда световых лет от нас происходят примерно раз в месяц.

"Гравитационные волны позволяли нам обнаруживать слияние пар черных дыр и пар нейтронных звезд, однако смешанное слияние черной дыры с нейтронной звездой было неуловимым событием, — приводятся в пресс-релизе Северо-Западного университета штата Иллинойс слова одного из участников исследования Чейза Кимбалла (Chase Kimball). — Этот фрагмент общей картины имеет решающее значение для множества астрофизических моделей образования компактных объектов и эволюции двойных систем".

До сих пор остается загадкой, где образуются такие двойные системы. Авторы предлагают три варианта: двойные звезды, плотные звездные скопления и центры галактик.

"Это потрясающая веха для зарождающейся области гравитационно-волновой астрономии", — говорит еще один автор статьи астрофизик Рори Смит (Rory Smith) из австралийского Центра передового опыта по открытию гравитационных волн OzGrav в Университете Монаша. — Нейтронные звезды, сливающиеся с черными дырами, — одно из самых экстремальных явлений во Вселенной. Наблюдение за этими столкновениями открывает новые возможности для изучения фундаментальной физики, а также того, как звезды рождаются, живут и умирают".

Ранее ученые улавливали сигналы, которые потенциально предполагали столкновение нейтронной звезды и черной дыры. В частности, детекторная сеть LIGO-Virgo наблюдала гравитационно-волновые сигналы от двух компактных двойных спиралей, которые согласуются с двойными системами "нейтронная звезда — черная дыра", но ныне получено однозначное доказательство существования таких систем.

"Теперь мы увидели первые примеры слияния черных дыр с нейтронными звездами и знаем, что они происходят. Однако нам все еще крайне мало известно об этих экзотических объектах: насколько они могут быть маленькими или большими, с какой скоростью могут вращаться, как объединяются в системы и в итоге сливаются. Будущие фиксации гравитационных волн от таких событий позволят нам собрать статистику и ответить на эти вопросы, которые в конечном итоге позволят узнать, как создаются самые экстремальные объекты во Вселенной", — отмечает Майя Фишбах (Maya Fishbach), участник исследования из Северо-Западного университета.

Сейчас ученые готовятся провести еще одну серию наблюдений, которая начнется летом 2022 года, когда работа гравитационных обсерваторий LIGO и Virgo будет возобновлена. Исследователи рассчитывают, что обнаружение новых слияний черных дыр и нейтронных звезд поможет оценить, как часто подобные события происходят во Вселенной, и использовать эту информацию для проверки современных космологических теорий.