Ученые обнаружили в космосе загадочный объект и странный свет

В ходе двух новых исследований гравитационных волн были выявлены странные явления, которые помогут разгадать некоторые фундаментальные загадки Вселенной.

Рябь пространства-времени, известная как гравитационные волны, образуется в результате, например, взрывов звезд или слияния черных дыр. Эти волны едва заметны, а их колебания составляют доли диаметра протона, поэтому обнаружить их не так просто, но возможно.

Одно из исследований посвящено гравитационной волне, появившейся в результате слияния черной дыры и «таинственного объекта». Другое описывает вспышку при слиянии черных дыр, чего раньше не наблюдалось — крупное открытие.

Вспышка

Черные дыры поглощают все, что приближается к ним слишком близко, в том числе свет. Поэтому их непросто обнаружить, поскольку они не светятся. Однако, если черные дыры сливаются в активном галактическом ядре (AGN), высвобождаемая энергия создает ударную волну, которая испускает видимый свет.

«Существует модель, которая предсказывает относительно высокие скорости образования двойных черных дыр и слияний в центрах галактик с газовым диском, то есть внутри активных галактических ядер, — говорит астроном Саавик Форд из Американского музея естественной истории и Городского университета Нью-Йорка. — Если черные дыры, которые сливаются, до этого вращались вокруг друг друга, то общая теория относительности предсказывает появление импульса в результате излучения гравитационных волн и благодаря балансу углового момента при слиянии».

После того, как вспышка осветила галактику с AGN, расположенную на расстоянии четыре миллиарда световых лет от нас, ученые пытались дать этому явлению объяснение. Форд и ее коллеги думают, что вспышка могла быть вызвана слиянием черных дыр, несущихся сквозь газ активного галактического ядра. «В самом худшем случае необычная вспышка расскажет нам много интересного о газовых дисках вокруг сверхмассивных черных дыр», — говорит Форд.

Странный объект

В другом исследовании описывается «таинственный объект». В течение почти года исследователи изучали причудливую сигнатуру гравитационной волны, обнаруженной в августе 2019 года. Казалось, что причиной ее появления стало слияние нейтронной звезды с черной дырой. Подобное событие никогда раньше не наблюдалось.

В ходе нового исследования ученые выяснили, что в слиянии определенно участвовала одна черная дыра, масса которой в 23 раза превышает солнечную, и еще один объект, который примерно в 2,5−3 раза массивнее нашего Солнца. Следовательно, таинственный незнакомец — это либо самая массивная нейтронная звезда, либо самая легкая черная дыра из когда-либо обнаруженных.

Когда звезда взрывается, только ее масса определяет, превратится ли она в нейтронную звезду или в черную дыру. Но непонятно, где находится граница, предел массы, влияющий на преобразование. Возможно, что звезда способна временно превратиться в нейтронную звезду, а затем стать черной дырой, поглотив, например, собственный выброшенный во время взрыва газ.

Предполагаемая максимальная масса нейтронных звезд составляет примерно 2,5 массы Солнца. Но ученым не удалось обнаружить черных дыр, которые были бы лишь в пять раз массивнее Солнца. Это привело к массовому разрыву — какой же объект, образовавшийся после гибели звезды, может иметь массу между примерно 2,5 и 5 солнечными массами?

Тем и интересен загадочный объект, слившийся с черной дырой. Именно он может заполнить существующий пробел.