Нове теоретичне дослідження передбачає, що існує раніше не виявлене джерело гравітаційних хвиль. Ним можуть бути одиничні чорні діри з надзвичайно великими акреційними дисками — об’єкти, що утворюються в результаті смерті масивних зір, які перед цим швидко оберталися.
Нове джерело гравітаційних хвиль
22 серпня у журналі The Astrophysical Journal Letters з’явилося дослідження, автори якого стверджують, що в космосі мають існувати досі невідомі джерела гравітаційних хвиль. Останні являють собою коливання самого простору. Їх можуть зареєструвати тільки спеціальні детектори, такі як LIGO та VIRGO.
Досі гравітаційні хвилі реєструвалися тільки від злиття об’єктів: чорних дір та нейтронних зір. Проте тепер вчені впевнені, що й одинична сингулярність може їх постійно породжувати. Щоправда, для цього вона має відповідати певним параметрам.
Зоря, з якої має утворитися чорна діра, повинна мати масу принаймні у 15–20 разів більшу за сонячну. При цьому вона має надзвичайно швидко обертатися. Тоді під час колапсу, тобто спалаху наднової, значна частина її маси має замість падіння всередину відлетіти назовні й утворити надзвичайно масивний акреційний диск. Він і буде джерелом гравітаційних хвиль, принаймні якийсь час.
Чому раніше це не передбачили
Варто зазначити, що подібні чорні діри з масивними акреційними дисками не є чимось новим для астрономів. Про їхнє існування відомо вже давно, однак пошукати гравітаційні хвилі від них досі ніхто не спромігся. Річ у тім, що хоча взаємодія об’єкта з його оточенням і породжує гравітаційні коливання, вважалося, що вони мають бути занадто хаотичими й просто загубляться на тлі шуму.
Зрештою, навіть гравітаційні хвилі від злиття двох об’єктів ми можемо побачити тільки тому, що така взаємодія породжує резонанс. Однак нове дослідження показало, що взаємодія одиничної чорної діри з її акреційним диском має створювати значно менше хаосу, ніж вважалося раніше.
Гравітаційні хвилі, народженні таким об’єктом, ми зможемо вловити з відстані принаймні у 50 млн світлових років. Це приблизно у 10 разів менше, ніж для решти джерел, проте все ж достатньо далеко, аби сподіватися хоча б щось знайти впродовж достатньо короткого часу. Принаймні майбутні детектори могли б їх реєструвати по десятку за рік.
Наукова спільнота вже надзвичайно зацікавлена у вивченні нового класу об’єктів. Однак астрономи поки що не можуть сказати, що саме треба шукати, адже зорі мають різну масу, і гравітаційні хвилі від їхнього колапсу можуть бути різними.
Науковці бачать два шляхи вивчення цієї проблеми. Перший — змоделювати мільйон колапсарів на комп’ютері й побудувати залежності. Однак це дорого, оскільки знадобляться потужні суперкомп’ютери. Другий шлях полягає в тому, аби уважно вивчати гравітаційний фон, намагаючись вловити в ньому незвичні сигнали, прив’язані до спалахів наднових. Однак це може зайняти тривалий час.
За матеріалами phys.org
