Протягом двох нових досліджень гравітаційних хвиль були виявлені дивні явища, які допоможуть розгадати деякі фундаментальні загадки Всесвіту.
Ряб простору-часу, відома як гравітаційні хвилі, утворюється в результаті, наприклад, вибухів зірок або злиття чорних дір. Ці хвилі ледь помітні, а їх коливання складають частки діаметра протона, тому виявити їх не так просто, але можливо.
Одне з досліджень присвячене гравітаційній хвилі, що з'явилася в результаті злиття чорної діри і «таємничого об'єкта». Інше описує спалах при злитті чорних дір, чого раніше не спостерігалося - велике відкриття.
Спалах
Чорні діри поглинають все, що наближається до них занадто близько, в тому числі світло. Тому їх непросто виявити, оскільки вони не світяться. Однак, якщо чорні діри зливаються в активному галактичному ядрі (AGN), вивільнена енергія створює ударну хвилю, яка випускає видиме світло.
"Існує модель, яка пророкує відносно високі швидкості утворення подвійних чорних дір і злиття в центрах галактик з газовим диском, тобто всередині активних галактичних ядер, - говорить астроном Саавік Форд з Американського музею природничої історії та Міського університету Нью-Йорка. - Якщо чорні діри, які зливаються, до цього оберталися навколо один одного, то загальна теорія відносності пророкує появу імпульсу в результаті випромінювання гравітаційних хвиль і завдяки балансу кутового моменту при злитті ".
Після того, як спалах висвітлив галактику з AGN, розташовану на відстані чотири мільярди світлових років від нас, вчені намагалися дати цьому явищу пояснення. Форд і її колеги думають, що спалах міг бути викликаний злиттям чорних дір, що несуться крізь газ активного галактичного ядра. «У найгіршому випадку незвичайний спалах розповість нам багато цікавого про газові диски навколо надмасивних чорних дір», - говорить Форд.
Дивний об'єкт
В іншому дослідженні описується «таємничий об'єкт». Протягом майже року дослідники вивчали химерну сигнатуру гравітаційної хвилі, виявленої в серпні 2019 року. Здавалося, що причиною її появи стало злиття нейтронної зірки з чорною дірою. Подібна подія ніколи раніше не спостерігалася.
В ході нового дослідження вчені з'ясували, що в злитті безумовно брала участь одна чорна діра, маса якої в 23 рази перевищує сонячну, і ще один об'єкт, який приблизно в 2,5-3 рази масивніший нашого Сонця. Отже, таємничий незнайомець - це або наймасивніша нейтронна зірка, або найлегша чорна діра з коли-небудь виявлених.
Коли зірка вибухає, тільки її маса визначає, чи перетвориться вона на нейтронну зірку або в чорну діру. Але незрозуміло, де знаходиться межа, межа маси, що впливає на перетворення. Можливо, що зірка здатна тимчасово перетворитися на нейтронну зірку, а потім стати чорною дірою, поглинувши, наприклад, власний викинутий під час вибуху газ.
Передбачувана максимальна маса нейтронних зірок становить приблизно 2,5 маси Сонця. Але вченим не вдалося виявити чорних дір, які були б лише в п'ять разів масивнішими за Сонце. Це призвело до масового розриву - який же об'єкт, що утворився після загибелі зірки, може мати масу між приблизно 2,5 і 5 сонячними масами?
Тим і цікавий загадковий об'єкт, що злився з чорною дірою. Саме він може заповнити існуючий пробіл.