НОВОСТИ КОСМОСА И АСТРОНОМИИ

Астрофизики создали новую новую модель слияния черных дыр

Новая модель приближает ученых к пониманию видов световых сигналов, которые наблюдаются тогда, когда две сверхмассивные черные дыры, которые в миллионы и миллиарды раз больше массы Солнца, приближаются к столкновению по спирали. Впервые новое компьютерное моделирование, которое полностью включает в себя физические эффекты общей теории относительности Эйнштейна, показывает, что газ в таких системах будет светиться преимущественно в ультрафиолетовом и рентгеновском свете.

На основании данных обсерватории гравитационно-волновой лазерной интерферометрии Национального научного фонда (LIGO), ученые обнаружили, что при слиянии черных дыр масса звезд может колебаться от трех до нескольких десятков солнечных масс. Гравитационные волны — пространственно-временные ряби, движущиеся со скоростью света. Они образуются в тот момент, когда массивные орбитальные объекты, такие как черные дыры и нейтронные звезды, сливаются воедино.

Супермассивные слияния будут намного сложнее найти, чем их родственников звездной массы. Одна из причин, по которой наземные обсерватории не могут обнаружить гравитационные волны от этих событий, состоит в том, что сама Земля слишком «шумная» ввиду сейсмических и атмосферных колебаний. Детекторы должны находиться в космосе и представлять собой такие аппараты, как космическая антенна лазерного интерферометра (LISA), запуск которой планирует ESA (Европейское космическое агентство) в 2030-х годах. Наблюдение за пульсарами может позволить выявить гравитационные волны от слияния подобных «монстров». Подобно маякам, пульсары регулярно испускают синхронизированные лучи света, которые вспыхивают и выходят из поля зрения, когда они вращаются. Гравитационные волны могут вызвать незначительные изменения в сроках этих вспышек, но до сих пор наблюдения не дали никаких результатов.

Однако у супермассивных бинаров, которые только собираются столкнуться, предположительно может быть одна характеристика, которой нет у двойных систем звездной массы — богатая газом среда. Ученые подозревают, что взрыв сверхновой, создающий звездную черную дыру, также сдувает большую часть окружающего газа. Черная дыра поглощает то, что осталось настолько быстро, что во время слияния не остается материала, который мог бы отсвечивать.

С другой стороны, сверхмассивные двоичные системы являются результатом слияний галактик. Каждая сверхмассивная черная дыра сопровождается облаками газа и пыли, звездами и планетами. Ученые считают, что столкновение галактик продвигает большую часть этого материала по направлению к центральным черным дырам, которые потребляют его. По мере приближения к черным дырам магнитные и гравитационные силы нагревают оставшийся газ и астрономы могут его заметить.

Новая симуляция показывает три орбиты пар сверхмассивных черных дыр на расстоянии только 40 орбит от их слияния. Модели подтверждает, что на этой стадии процесса свет может излучаться ультрафиолетовым светом с использованием некоторых высокоэнергетических рентгеновских лучей, аналогичных тому, что наблюдается в любой галактике, обладающей сверхмассивной черной дырой.

нравится(1)не нравится(0)

Ученые: гравитационные волны возникают спустя 10 миллионов лет после столкновения галактик

Столкновение черных дыр

Считается, что в случае столкновения двух галактик, происходит слияние их центральных черных дыр, что вызывает гравитационные волны, пульсирующие по всему космическому пространству. Международная исследовательская группа из Университета Цюриха подсчитала, что такие процессы происходят спустя около 10-ти миллионов лет после столкновения двух галактик и это намного быстрее, нежели считалось ранее.

Наличие гравитационных волн более века назад предсказал в своей общей теории относительности всемирно известный ученый Альберт Эйнштейн. Подтвердить теорию удалось в этом году Американской гравитационной волновой обсерватории LIGO. Коллаборации удалось засечь  искривления в пространстве, которые были вызваны слиянием двух массивных черных дыр.

На текущий момент исследование гравитационных волн и предпосылок возникновения Вселенной продолжается. К 2034 году Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует уже использовать три спутника, специально ориентированных на поиск гравитационных волн даже при более низких диапазонах.

Тем не менее, ученым до сих пор не удалось окончательно предсказать точку, с которой гравитационные волны запускаются и распространяются по всему пространству в момент слияния галактик. Международная группа астрофизиков из Университета Цюриха, Института космических Технологий Исламабада, Университета Гейдельберга и Китайской академии наук смогли впервые рассчитать временной период на основе компьютерного моделирования.

First gravitational waves form after 10 million years

Каждая галактика имеет сверхмассивную черную дыру в своем ядре, масса которой может в миллионы или даже миллиарды раз превышать массу Солнца. В реалистичной симуляции Вселенной, которую составили ученые, происходило  слияние двух галактик возрастом примерно 3 млрд. лет. В итоге, исследователям удалось вычислить время, которое необходимо двум центральным черным дырам с массами около 100 миллионов солнечных масс  для того, чтобы начать излучать сильные гравитационные волны после столкновения галактик.

«Мы были поражены данным результатом», — сообщил ученый Лусио Майер из Института вычислительных наук Университета Цюриха. «Слияние двух черных дыр образовало первые гравитационные волны спустя 10 миллионов лет, а это примерно в 100 раз быстрее, чем предполагалось ранее».

нравится(0)не нравится(0)

Источники: Phys RWSpace

Популярные статьи

Популярные блоги