Вчені зафіксували новий "танець" чорних дір
Свою роботу вчені виклали на сервері препринтів arXiv, а також зробили доповідь на зборах Американського фізичного товариства.
Слабкі коливання простору-часу показали, що принаймні одна з чорних дір оберталася до злиття. Це дає астрономам цінну інформацію про одну з небагатьох особливостей цих складних для вивчення об'єктів, повідомляє Naked Science.
«Це виняткова подія», - наголошує автор роботи Майя Фішбах, астрофізик з університету Чикаго в Іллінойсі. Всі подібні злиття чорних дір, зафіксовані раніше, відбувалися за участю об'єктів однієї маси, так що нові дані неабияк змінюють і доповнюють існуючі моделі.
Сама подія, записана як GW190412, відбулася на відстані 2,4 мільярда світлових років від нас і була зафіксовано 12 квітня 2019 року, а кілька днів тому дослідники завершили свою роботу з її аналізу. Згідно з висновками вчених, одна з двох чорних дір мала оціночну масу близько 8,4 сонячної маси, а інша була в три з половиною рази більше, приблизно 29,7 сонячної маси. Через такий дисбаланс простір навколо більшої з них став іншим, в результаті чого траєкторія іншої чорної діри відхилилася від ідеальної спіралі. Це спостерігається у гравітаційних хвилях, що виникають у процесі такого «танцю».
Раніше досліджувані чорні діри мали однакову масу, вони поверталися в одну і ту ж відносну позицію на кожній орбіті. Це призводить до того, що частота гравітаційних хвиль приблизно вдвічі перевищує орбітальну частоту подвійної системи, тобто час, який потрібен чорній дірі, щоб обертатися одна навколо одної.
Але з GW190412 було інакше: гравітаційні хвилі поводились набагато складніше. Через те, що система має значний дисбаланс маси, орбіта стає нерівною. Це створює другу, більш слабку частоту гравітаційних хвиль, яка виробляє дві різні частоти: можна уявити їх як дві одночасно вібруючі гітарні струни.
Такі події, що вибиваються із загального ряду, пропонують фізикам нові, більш точні способи перевірки теорії гравітації Альберта Ейнштейна, Загальної теорії відносності. Діада частот, помічена при злитті, по суті, показує поділ сигналу гравітаційної хвилі на більш ранню частину і більш пізню: цей поділ базується на рівняннях, що виводяться з Загальної теорії відносності. Розрахунки розподілу сигналів збігаються, що дає одні з найбільш надійних результатів цього тесту на сьогодні.
