Астрономите, занимаващи се с гравитационни вълни, за пръв път са регистрирали сблъсък между две черни дупки с маси, които съществено се различават. Явлението дава нов поглед към астрофизиката на гравитацията. Слабите гравитационни вълни, породени в пространство-времето, когато се случва подобно събитие, са първото неопровержимо доказателство, че поне една от сблъскващите се черни дупки се върти преди момента на сливането. Така астрофизиците се сдобиват с ценна информация за ключова характеристика на загадъчните, все още „невидими“ за науката обекти.
Мая Фишбах, астрофизик от Чикагския университет в Илинойс, определя събитието като „изключително“. Публикуваните досега данни са от подобни сливания, но в които участват черни дупки с приблизително равни маси. Новото регистрирано явление драстично променя модела, категорична е Фишбах. Колизията е регистрирана миналата година. На 18 април тази година, Мая Фишбах и колегите ѝ представиха данните от наблюденията си. Представянето беше пред членове на Американското общество на физиците, като срещата беше осъществена изцяло онлайн.
Събитието е каталогизирано като GW190412 и е засечено на 12 април 2019 година едновременно от LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) – двойка детектори близнаци, разположени в Ханфорд, Вашингтон и Ливингстън, Луизиана – и обсерваторията Virgo, която се намира край италианския град Пиза. Колаборацията LIGO–Virgo, в която участва и Мая Фишбах, публикува предварителния доклад от наблюденията си в arXiv.
През месец септември 2015 година LIGO за пръв път потвърди съществуването на гравитационните вълни, регистрирайки пулсациите в пространство-времето, породени от сливането на черни дупки. По-късно към LIGO се присъедини и обсерваторията Virgo. Двата научни центъра проведоха съвместно два наблюдателни цикъла до края на 2017 година, в резултат на което общо десет пъти бяха регистрирани гравитационни вълни – девет от сливания на черни дупки и едно стълкновение на две неутронни звезди, което помага в обяснението на произхода на тежките химични елементи във Вселената.
Третият цикъл наблюдения, провеждани от колаборацията, започва на 1 април 2019 година и приключва преди месец – на 27 март 2020 година. Подобрената чувствителност на апаратурата е позволила да се натрупат данни за около 50 нови „кандидат-събития“ – по едно „кандидат-събитие“ на всяка седмица. Засега международният екип учени е съобщил за само едно друго потвърдено събитие от този цикъл наблюдения – второ сливане на две неутронни звезди, което е каталогизирано като GW190425. Съобщението за него беше направено през януари 2020 година.
GW190412, последното от събитията, за които разказват учените, е уникално. Една от двете черни дупки, които се сливат, е с маса приблизително 8 пъти по-голяма от масата на Слънцето, а другата е повече от три пъти по-масивна – масата ѝ се равнява на 31 соларни маси. Дисбалансът в масите довежда до това, че по-масивната черна дупка изкривява пространството около себе си, което променя траекторията на по-малката черна дупка, която вече не е перфектна спирала.
Това може да се проследи по данните, регистрирани посредством гравитационните вълни, породени, докато двете черни дупки „танцуват валса“ на сливането си. При всички други регистрирани до момента сливания, гравитационните вълни създават форма с характерна структура – нарастват както по интензитет, така и по честота до момента на сблъсъка. При GW190412, обаче, картината е друга: интензитета не следва „гладкото“ нарастване. „Дори самото разглеждане на морфологията на сигнала вече прави събитието много интересно“, пишат Фишбах и колегите ѝ.
Физиците отдавна очакват с нетърпение подобни „проблемни“ събития, защото предоставят нови, по-прецизни начини за тестване на постановките на гравитационната теория на Айнщайн и Общата теория на относителността. Учените са категорични, че вече се намираме в нова фаза на тестване на постулатите на Общата теория на относителността. Конкретното в случая е, че новите данни позволява да се „открие въртенето на черните дупки“, обяснява Максимилиано Иси от Масачузетския технологичен институт, също член на екипа на LIGO.
„Вече уверено можем да заявим, че по-масивният от двата обекта би следвало да се върти“, подчертава Иси. Предишните регистрирани гравитационни вълни породиха учудване сред астрофизиците. Наблюдения на черни дупки в Млечния път предполагаха, че обектите следва да се въртят с висока скорост, но регистрираните гравитационни вълни през първите два наблюдателни цикъла не предоставиха данни, чрез които да бъде потвърдено това допускане.
Астрофизиците се надяват, че откриването на въртенето на черните дупки може да хвърли светлина върху начина, по който се раждат тези обекти и как се стига до там, че да влязат в орбита на други себеподобни. Освен това, по-богатата информация от асиметрични сливания допринася и за по-точното определяне на дистанцията, която дели Млечния път от регистрираните събития. Натрупването на данни с много такива измервания може да ни даде нов начин за картографиране на историята на разширяването на Вселената.
В заключение учените от колаборацията LIGO–Virgo пишат, че предстоят нови публикации с данни за други регистрирани събития през отминалия наблюдателен сезон. По думите на Йо ван ден Бранд, физик от Националния институт по субатомна физика в Амстердам, „реколтата е богата“.
-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>
0 коментара:
Публикуване на коментар