Обсерваторії LIGO, Virgo та KAGRA дозволяють вченим досліджувати гравітаційні хвилі, які свідчать, що десь у космосі зливаються чорні діри. Вони можуть багато розповісти про їхні орбіти перед цими подіями та причини, які до них призводять.
Про що розповідають гравітаційні хвилі
Вчені з різних країн продовжують застосовувати інструменти LIGO, Virgo та KAGRA для того, аби вловлювати гравітаційні хвилі. Ці незвичні явища виникають внаслідок злиття чорних дір та нейтронних зір. За їхніми характеристиками можна відтворити те, як два тіла рухалися безпосередньо перед зустріччю.
В останні роки можливості техніки покращилися, чутливість виросла, тож кількість зафіксованих подій невпинно збільшується. Очікується, що у 2023 році гравітаційні хвилі від злиття чорних дір будуть фіксувати ледь не щодня.
Як зустрічаються чорні діри?
Насправді така кількість злиттів чорних дір трохи дивує вчених. Річ у тім, що вони народжуються у спалахах наднових і під час цього процесу всі найближчі об’єкти відштовхуються. Тож ситуація, коли дві сингулярності можуть вступити у гравітаційну взаємодію, не є звичайним явищем у Всесвіті.
Але всередині зоряних скупчень, де, як вважається, народжується більшість чорних дір, такі зустрічі не рідкість. Саме тут і відбувається більшість злиттів, які вловлюють детектори гравітаційних хвиль.
Всередині скупчень зближенню чорних дір сприяють два фактори. Перший називається масовою сегрегацією. Він полягає в тому, що великі об’єкти мають тенденцію «тонути» всередині скупчень, внаслідок чого масивні рештки наднових групуються в їхньому центрі.
Другий фактор називається динамічною взаємодією. У скупченні всі об’єкти впливають один на одного, і якщо дві чорні діри зближуються, то гравітаційні поля навколишніх зір спонукають їх взаємодіяти все тісніше й тісніше.
«Танок» чорних дір
Конкретний спосіб, яким два ці фактори призводять до настільки частого злиття чорних дір, залишається малозрозумілим. І саме його вчені зараз особливо докладно вивчають за допомогою гравітаційних обсерваторій.
Вже відомо, що пари чорних дір перед зіткненням мають далекі від кругових орбіти. Зазвичай вони достатньо ексцентричні й навіть схильні розгойдуватися. Вчені порівнюють їхню поведінку з танцями. При чому в одному скупченні можуть одночасно «вальсувати» одразу кілька пар сингулярностей.
При цьому вони активно взаємодіють між собою. З одного боку, це захопливе видовище, яке вчені порівнюють із карнавалом, а з іншого — надзвичайно складне. Тож найближчими роками цьому явищу буде присвячено чимало досліджень.
За матеріалами Рhys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
