Чорні діри, що зіткнулися 3000 років тому, більш масивні, ніж очікувалося, послали гравітаційні хвилі, які пройшли через Землю.
Давно у зоряному скупченні далеко-далеко ... два зіткнулися масивні чорні діри і вони стали одним цілим, вивільнивши потік енергії, яка створила саму тканину простору-часу.
І в даний час наземним приладам вдалося виявити хвилі цього далекий космічний катаклізм в третьому підтверджено безпосереднє виявлення гравітаційних хвиль. Комбіновані виявлення, про всі з яких повідомляє обсерваторія виявлення гравітаційних хвиль ЛІГО (Лазерний інтерферометр Гравітаційно-хвильової обсерваторії), відкрийте нове вікно в космос.
Хвилі несуть важливу інформацію про свої віддалені джерела та результати нинішні проблеми до серії попередньо сформованих ідей про зростання чорних дір, місцях, де вони перебувають, і тому, як вони опиняються в таких жорстоких і смертоносних танцях.
«Всесвіт все ще містить таємниці», Говорить астрофізик Даріл Хаггард з університету Макгілла. "Ми думали, що знаємо, як сталися чорні діри, і зараз ми перевіряємо, що у нас є ще багато місця для відкриття".
Танець чорних дір
Хвилі зменшились і розширили простір на Землі на еквівалент частки від ширина протона, одна з частинок, що складають ядро атома. Людям це очевидно неможливо сприйняти, але детектори LIGO настільки чутливі, що навіть найменші порушення можуть уникнути своїх лазерів.
Після ретельного аналізу сигналу команда LIGO визначила, що це слід катастрофічного зіткнення двох чорних дір, одна з масою еквівалентна майже 30 підошв а інший - масою 19 підошв.
Ці чорні діри крутились навколо один одного протягом еонів, наближаючись потроху до того, що стане смертною космічною спіраллю. Коли вони наближались, вони випромінювали енергію у вигляді гравітаційних хвиль. І коли вони нарешті зіткнулися і злилися, вони випустили ще більше енергії, тим самим чином.
Поодинока чорна діра, утворена такою спіраллю космічної люті, утворює вигнуту бездонну масу простору-часу, еквівалентну 50 підошв, про що повідомляє команда LIGO у журналі Physical Review Letters.
Більш масивний, ніж очікувалося
Сукупні результати відкривають вченим, що багато з того, що вони думали, що вони знають про зоряні чорні діри, є не зовсім точним.
Зоряні чорні діри - це чорні діри, створені вибухом і смертю зірок більше маси, ніж Сонце. Можна наївно подумати, що чим більша зірка, тим більша чорна діра. Але астрофізика не обов'язково працює так.
Натомість, чим більша зірка, більш бурхливим буде, а його сильні зоряні вітри посилають сплески речовини у космос протягом життя зірки. Коли зірка вмирає, вона вже втратила значну частину своєї маси, тому з часом стає а порівняно невелика чорна діра.
"До наших відкриттів ми навіть не знали напевно, що ці чорні діри існують", - говорить Лаура Кадонаті з Технологічного інституту штату Джорджія, яка входить до команди LIGO. Тепер астрофізикам доведеться розбити свої мізки, щоб пояснити як вони формувалися ці дивні тіла.
Такі зірки були поширені в кулястих скупченнях або щільних скупченнях надзвичайно старих зірок, які обертаються навколо галактик, включаючи нашу власну.
Конкуруючі теорії походження
Інший рядок доказів LIGO підтверджує думку про те, що кулясті скупчення відіграватимуть роль у сазі про масивні дуети чорних дір.
За сигналами гравітаційних хвиль команда LIGO могла вивести кілька характеристик чорних дір до їх об’єднання, зокрема напрямок, в який вони повернули та орієнтація їх осей обертання. Виходячи з цієї інформації, Кадонаті заявляє, що, здається, зіткнення мало місце в межах кулястого скупчення.
Одна з теорій про походження двійкових чорних дір передбачає, що пара масивні зірки сестри обертаються навколо один одного. Коли ці зірки вмирають, їх "трупи" продовжуватимуть у цьому спінінговому танці, часто приводячи до пари чорних дір з повороти та подібні орієнтації.
Однак найсвіжіші дані LIGO свідчать про те, що стародавні чорні діри не мали б повністю вирівняних спінів. Можливо, ці чорні діри утворилися окремо в межах кульового скупчення. Потім вони б відійшли до центру скупчення, де врешті-решт опинились у обертовій спіралі.
На даний момент ваш пункт призначення - це товар динаміки та хаосу в ядрі скупчення, а не протягом життя поруч один з одним. Здавалося б, це пояснення відповідає поточним даним, але, за словами Сігурдссона, немає підстав стверджувати, що лише один сценарій є істинним.
Дані LIGO вже оскаржують низку ідей про еволюцію зірок та зоряні скупчення, і навіть деякі уявлення про цю таємничу речовину, відому як темна речовина, за словами Хаггарда. Однак теорія Росії Дотримується загальна теорія відносності Ейнштейна- Дані LIGO відповідають його прогнозам.
"Астрофізичні пояснення того, як виникають ці [чорні діри], є абсолютною халепою", - пояснює Хаггард. "Але фізика повністю впорядкована".