Новое теоретическое исследование предполагает, что существует ранее необнаруженный источник гравитационных волн. Им могут быть единичные черные дыры с очень большими аккреционными дисками — объекты, образующиеся в результате смерти массивных звезд, которые перед этим быстро вращались.
Новый источник гравитационных волн
22 августа в журнале The Astrophysical Journal Letters появилось исследование, авторы которого утверждают, что в космосе должны существовать неизвестные источники гравитационных волн. Последние представляют собой колебания самого пространства. Их могут зарегистрировать только специальные сенсоры, такие как LIGO и VIRGO.
До сих пор гравитационные волны регистрировались только от слияния объектов: черных дыр и нейтронных звезд. Однако теперь ученые уверены, что и единичная сингулярность может постоянно порождать их. Правда, для этого она должна отвечать определенным параметрам.
Звезда, из которой должна образоваться черная дыра, должна иметь массу по крайней мере в 15–20 раз больше солнечной. При этом она должна быстро вращаться. Тогда во время коллапса, то есть вспышки сверхновой, значительная часть ее массы должна вместо падения внутрь отлететь наружу и образовать чрезвычайно массивный аккреционный диск. Он и будет источником гравитационных волн по крайней мере какое-то время.
Почему раньше этого не предвидели
Стоит отметить, что подобные черные дыры с массивными аккреционными дисками не являются чем-то новым для астрономов. Их существование известно уже давно, однако поискать гравитационные волны от них никто и не думал. Дело в том, что хотя взаимодействие объекта с его окружением и рождает гравитационные колебания, считалось, что они должны быть слишком хаотичными и просто потеряются на фоне шума.
В конце концов даже гравитационные волны от слияния двух объектов мы можем увидеть только потому, что такое взаимодействие порождает резонанс. Однако новое исследование показало, что взаимодействие единичной черной дыры с ее аккреционным диском должно создавать гораздо меньше хаоса, чем считалось ранее.
Гравитационные волны, рожденные таким объектом, мы сможем уловить с расстояния по крайней мере в 50 млн световых лет. Это примерно в 10 раз меньше, чем для остальных источников, однако все же достаточно далеко, чтобы надеяться хотя бы что-нибудь найти в течение достаточно короткого времени. По крайней мере будущие детекторы могли бы их регистрировать по десятку в год.
Научное сообщество уже очень заинтересовано в изучении нового класса объектов. Однако астрономы пока не могут сказать, что надо искать, ведь звезды имеют разную массу, и гравитационные волны от их коллапса могут выглядеть по-разному.
Ученые видят два пути изучения этой проблемы. Первый — смоделировать миллион коллапсаров на компьютере и построить зависимости. Однако это дорого, поскольку понадобятся мощные суперкомпьютеры. Второй путь заключается в том, чтобы внимательно изучать гравитационный фон, пытаясь уловить в нем необычные сигналы, привязанные к сверхновым вспышкам. Но это может занять много времени.
По материалам phys.org
