Ученые зафиксировали необычные гравитационные волны

Гравитационные обсерватории LIGO и VIRGO зафиксировали странный всплеск гравитационных волн от предположительно "одиночного" компактного объекта, природа которого не укладывается ни в одну модель слияния черных дыр, нейтронных звезд или других парных объектов. Об этом сообщил член научной команды проекта Кристофер Берри.

"Это событие прошло все предварительные проверки. Если оно действительно было реальным, то тогда мы имеем дело с новым источником гравитационных волн. Скорее всего, его породил какой-то компактный объект, однако можно надеяться на что-то более экзотичное, к примеру, коллапс космической струны", -- заявил ученый.

Обсерватория LIGO была построена в 2002 году по проекту Кипа Торна, Райнера Вайсса и Рональда Древера, которые в 2018 году стали нобелевскими лауреатами. На первой стадии своей работы, которая длилась 8 лет, LIGO не удалось обнаружить колебания пространства-времени, которые предсказывала теория относительности Эйнштейна. После этого ученые отключили оба его детектора. Последующие четыре года ученые потратили на его обновление и повышение чувствительности.

В сентябре 2015 года, фактически сразу после включения обновленного LIGO, научный коллектив обсерватории обнаружил всплеск гравитационных волн, источником которых были две столкнувшиеся черные дыры общей массой в 53 солнечных. Впоследствии LIGO зафиксировал еще десять подобных событий за второй цикл работы.

В апреле этого года LIGO и его итальянский собрат VIRGO возобновили наблюдения после очередного обновления. Благодаря резкому росту чувствительности эти обсерватории смогли зафиксировать больше трех десятков новых всплесков гравитационных волн за полгода наблюдений. В их число вошли и колебания от экзотических источников - парой из нейтронной звезды и черной дыры, а также парой из черной дыры и неизвестного компактного объекта необычно малой массы.

Вчера вечером, как отметил Берри, детекторы  LIGO и VIRGO столкнулись с крайне необычным феноменом - аномально коротким всплеском гравитационных волн, S191110af. Он не укладывался ни в один шаблон, подготовленный для всех известных источников "эйнштейновских" колебаний пространства-времени, которые или уже были открыты астрономами или которые они ожидают найти в ближайшие месяцы и годы.

Изначально ученые подозревали, что имеют дело со случайными помехами, однако последующие проверки показали, что этот всплеск, скорее всего, имеет космическое происхождение. Его источник находится в южной части небесной сферы, однако точное положение, как и расстояние до него, невозможно вычислить из-за отсутствия понимания его природы. Единственное, что пока могут сказать ученые - S191110af породила не пара объектов, а некий одиночный источник гравитационных волн.

"На эту роль претендуют асимметричные вспышки сверхновых, испаряющиеся первичные черные дыры, "лопающиеся" космические струны, а также аккрецирующие системы. Мы можем попытаться сузить число кандидатов, реконструировав волну и попытавшись воспроизвести ее при помощи моделирования", - продолжил астрофизик.

Как отметил Берри в беседе с корреспондентом ТАСС, он сомневается в том, что источником данных колебаний могли послужить сверхновые, так как остальные земные и космические обсерватории не зафиксировали ни одной подобной вспышки в момент прохождения гравитационных волн через Землю.

Другой ученый, астрофизик Стайн Сигурдссон из Пенсильванского университета (США), считает, что подобную вспышку вряд ли могла породить так называемая парно-нестабильная сверхновая, самый мощный "природный" термоядерный взрыв во Вселенной. Это связано с тем, что источник гравитационных волн, судя по данным с LIGO, был очень компактным объектом, а не крупной звездой, чья масса превышала солнечную в 130-250 раз.

Что интересно, открытие новых типов источников гравитационных волн, которые не вписываются в общепринятые теории, должно было стать одной из главных задач LIGO в 2024 году, когда обсерватория должна пережить еще одно крупное обновление. Если результаты наблюдений за S191110af подтвердятся, то астрономы могли решить эту задачу на пять лет раньше задуманного.