Обсерватории LIGO, Virgo и KAGRA позволяют ученым исследовать гравитационные волны, свидетельствующие о том, что где-то в космосе сливаются черные дыры. Они могут многое рассказать об их орбитах перед этими событиями и причинах, которые к ним приводят.
О чем рассказывают гравитационные волны
Ученые из разных стран продолжают применять инструменты LIGO, Virgo и KAGRA для того, чтобы улавливать гравитационные волны. Эти необычные явления возникают в результате слияния черных дыр и нейтронных звезд. По их характеристикам можно воспроизвести, как два тела двигались непосредственно перед встречей.
В последние годы возможности техники улучшились, чувствительность выросла, поэтому количество зафиксированных событий постоянно увеличивается. Ожидается, что в 2023 году гравитационные волны от слияния черных дыр будут фиксировать чуть ли не каждый день.
Как встречаются черные дыры?
На самом деле такое количество слияний черных дыр немного удивляет ученых. Дело в том, что они рождаются во вспышках сверхновых и во время этого процесса все ближайшие объекты отталкиваются. Поэтому ситуация, при которой две сингулярности могут вступить в гравитационное взаимодействие, не является обычным явлением во Вселенной.
Но внутри звездных скоплений, где, как считается, рождается большинство черных дыр, такие встречи не редкость. Именно здесь и происходит большинство слияний, которые улавливают детекторы гравитационных волн.
Внутри скоплений сближению черных дыр способствуют два фактора. Первый называется массовой сегрегацией. Он заключается в том, что большие объекты имеют тенденцию «тонуть» внутри скоплений, в результате чего массивные остатки сверхновых группируются в их центре.
Второй фактор называется динамическим взаимодействием. В скоплении все объекты влияют друг на друга, и если две черные дыры сближаются, то гравитационные поля окружающих звезд побуждают их взаимодействовать все теснее и теснее.
«Танец» черных дыр
Конкретный способ, которым два этих фактора приводят к столь частому слиянию черных дыр, остается малопонятным. И именно его ученые сейчас особенно подробно изучают с помощью гравитационных обсерваторий.
Уже известно, что пары черных дыр перед столкновением имеют далекие от круговых орбиты. Обычно они достаточно эксцентричны и даже склонны раскачиваться. Ученые сравнивают их поведение с танцами. Причем в одном скоплении могут одновременно «вальсировать» сразу несколько пар сингулярностей.
При этом они активно взаимодействуют друг с другом. С одной стороны, это увлекательное зрелище, которое ученые сравнивают с карнавалом, но с другой — чрезвычайно сложное. Поэтому в ближайшие годы этому явлению будет посвящено немало исследований.
По материалам Рhys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
