Опубликован полный каталог гравитационных волн

МОСКВА, 8 ноя — РИА Новости. Гравитационно-волновые обсерватории LIGO (США), Virgo (Италия) и KAGRA (Япония) сообщили о завершении обработки данных третьего совместного цикла наблюдений, завершившегося в марте 2020 года. Итогом стала новая версия каталога гравитационно-волновых переходных процессов GWTC-3, которая теперь содержит 90 сигналов, 35 из которых ранее не публиковались. Результаты оформлены в виде четырех статей, размещенных на сервере препринтов arXiv.org (статья 1, статья 2, статья 3, статья 4).

Все сигналы, зафиксированные в каталоге, исходят от слияния черных дыр и нейтронных звезд. Среди них ученые отмечают несколько необычных событий, таких как поглощение нейтронной звезды черной дырой, участие двойных черных дыр, а также слияние массивных черных дыр.

"В O3b (второй части третьего цикла наблюдений — прим. ред.) мы обнаружили GW191219_163120 — сигнал слияния, который исходит от черной дыры, в 32 раза превышающей массу нашего Солнца, которая поглощает нейтронную звезду массой всего 1,17 солнечной — наименее массивную нейтронную звезду из когда-либо наблюдаемых, — приводятся в пресс-релизе Института гравитационной физики Макса Планка в Потсдаме слова одного из участников исследований доктора Алессандры Буонанно (Alessandra Buonanno), директора института и профессора Университета Мэриленда. — Новые наблюдения продолжают бросать вызов нашему пониманию того, как образуются черные дыры звездной массы и нейтронные звезды и как они приходят на орбиту друг друга, пока не сольются".

Еще одно новое открытие O3b — событие GW200210_092254, при котором черная дыра сливается со вторым объектом — либо очень массивной нейтронной звездой, либо черной дырой очень малой массы. Большинство же наблюдений — это слияния бинарных черных дыр, включая некоторые особо примечательные события.

"20 февраля 2020 года мы стали свидетелями рождения еще одной "большой рыбы" — черной дыры средней массы, образовавшейся в результате слияния двух тяжелых черных дыр", — говорит еще один участник исследований Франк Ом (Frank Ohme), руководитель Независимой исследовательской группы Макса Планка в Институте Альберта Эйнштейна в Ганновере. — Более того, мы находим несколько событий, в которых гравитационные волны раскрывают информацию о спинах сливающихся черных дыр".

Многие открытия стали возможными благодаря тому, что в октябре 2019-го в течение месячного перерыва между фазами O3a и O3b третьего цикла наблюдений произвели модернизацию и улучшение детекторов LIGO и Virgo, в результате чего повысилась их чувствительность. А к концу третьего цикла к наблюдениям присоединился детектор KAGRA в Японии, после чего последовали две недели одновременных наблюдений с немецко-британским детектором GEO600, расположенным в Германии.

В статьях ученые представили точные модели различных вариантов гравитационных волн от сливающихся черных дыр, учитывающие такие параметры, как прецессия спинов черных дыр, мультипольные моменты, а также приливные эффекты, вносимые потенциальным спутником нейтронной звезды. Для разработки моделей использовали высокопроизводительные компьютерные комплексы Minerva и Hypatia в Институте Альберта Эйнштейна в Потсдаме и Holodeck в Ганновере.

В настоящее время детекторы LIGO, Virgo и KAGRA проходят модернизацию, для того чтобы в конце 2022-го приступить к очередному, четвертому циклу совместных наблюдений. Исследователи ожидают, что после модернизации, которая повысит скорость фиксации, гравитационные волны будут наблюдать в три раза чаще, чем в O3 — до пяти сигналов в неделю.