Ученые обнаружили крупнейшее в истории слияние двух массивных черных дыр

Ученые обнаружили рябь в пространстве-времени, возникшую в результате мощного столкновения двух массивных черных дыр, которые спиралевидно слились друг с другом далеко за пределами Млечного Пути, пишет УНН со ссылкой на The Guardian.

Детали

Черные дыры, масса каждой из которых более чем в 100 раз превышает массу Солнца, давно начали вращаться одна вокруг другой и в конце концов столкнулись, образовав еще более массивную черную дыру примерно в 10 миллиардах световых лет от Земли.

Это событие стало самым масштабным слиянием черных дыр, когда-либо зарегистрированных детекторами гравитационных волн, и заставило физиков пересмотреть свои модели формирования этих гигантских объектов. Сигнал был зарегистрирован, когда он попал на земные детекторы, достаточно чувствительные, чтобы зафиксировать колебания пространства-времени в тысячи раз меньше ширины протона.

"Это самые мощные события, которые мы можем наблюдать во Вселенной, но когда сигналы достигают Земли, они оказываются самыми слабыми из тех, что мы можем измерить, - сказал профессор Марк Ханнем, глава Института гравитационных исследований Кардиффского университета. - К тому времени, как эти волны достигают Земли, они уже ничтожно малы".

Доказательства столкновения черных дыр появились 23 ноября 2023 года, когда два детектора, расположенные в США в Вашингтоне и Луизиане, управляемые Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (Ligo), одновременно сработали.

Внезапный "спазм" в пространстве-времени заставил детекторы растянуться и сжаться на одну десятую секунды, мимолетный момент, который зафиксировал так называемую фазу "звона" (ringdown), когда слившиеся черные дыры образовали новую, которая "зазвенела" перед тем, как успокоиться.

Анализ сигнала показал, что столкнувшиеся черные дыры имели массы в 103 и 137 раз больше массы Солнца и вращались примерно в 400 000 раз быстрее Земли, что близко к теоретическому пределу для этих объектов.

"Это самые большие массы черных дыр, которые мы уверенно измерили с помощью гравитационных волн, - сказал Ханнем, участник научной коллаборации Ligo. - И они странные, потому что они как раз попадают в диапазон масс, где, из-за всяких странные вещи, которые происходят, мы не ожидаем образования черных дыр".

Большинство черных дыр образуются, когда массивные звезды производят ядерное топливо и коллапсируют в конце своего жизненного цикла. Невероятно плотные объекты настолько сильно искривляют пространство-время, что создают горизонт событий - границу, за пределы которой не может выйти даже свет.

Физики из Ligo подозревают, что слившиеся черные дыры сами были продуктами более ранних слияний. Это объясняет, как они стали такими массивными и почему вращались так быстро, поскольку сливающиеся черные дыры, как правило, придают вращение создаваемому ими объекту. "Мы уже видели намеки на это, но это самый экстремальный пример, где, вероятно, происходит именно это", - сказал Ханнем.

Дополнение

Ученые зарегистрировали около 300 слияний черных дыр по гравитационным волнам, которые ими создаются. До этого времени самое мощное из известных слияний привело к образованию черной дыры массой примерно 140 масс Солнца. Последнее слияние привело к образованию черной дыры массой до 265 масс Солнца. Подробности будут представлены в понедельник на конференции GR-Amaldi в Глазго.