Две черные дыры сливаются, образуя сверхскоростного космического монстра
Ученые давно подозревали, что гигантские черные дыры, образовавшиеся в результате слияния двух черных дыр, могут достигать очень высоких скоростей. Теперь группа экспертов представила доказательства, подтверждающие эту гипотезу: используя данные с Ligo и Virgo, они измерили гравитационные волны и рассчитали, что в результате слияния бинарных черных дыр образуются черные дыры с обратными скоростями до 1500 км/с. Это явление может иметь важные последствия для эволюции галактик. Это явление может иметь важные последствия для эволюции галактик.
Содержание статьи:
Физик Виша Варма и его коллеги из Института гравитационной физики в Германии заинтересовались гравитационно-волновым сигналом от слияния бинарной черной дыры GW200129_065458 (теперь называемой GW200129). Орбитальная прецессия; две исходные черные дыры вращались навстречу друг другу, постепенно сближались и в конце концов столкнулись. Столкновение оказало на все это «выталкивающее» воздействие. В результате скорости достигли сотен километров в секунду.
Дэвид Джероза, астрофизик из Миланского университета Бикокка в Италии, сравнивает это явление со стрельбой из пистолета. «Когда ядро стреляет, пистолет отскакивает в противоположном направлении. Движение; гравитационные волны — это пистолет, а образующаяся черная дыра — это пушка», — говорит он журналисту.
Расчетная скорость не менее 700 км/с
Черные дыры обладают огромной массой, и для их перемещения требуется большая сила. Однако известно, что некоторые черные дыры не статичны, а совсем наоборот. В прошлом году Гарвардский университет и Смитсоновский центр астрофизики показали, что гигантская черная дыра в галактике J0437+2456 движется со скоростью 4810 км/с (более 17 миллионов км/ч). Джим Кондон, радиоастронавт из Национальной радиоастрономической обсерватории в Шарлоттсвилле, сказал.
Читайте также: Звуковые волны черной дыры впервые стали слышны
В 2003 году астрономы обнаружили, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики Персея, расположенной в 250 миллионах световых лет от США, может..
Когда две черные дыры вращаются друг вокруг друга, они излучают гравитационные волны, которые несут энергию и угловые моменты. Орбиты постепенно сужаются, пока они не сольются, оставив только одну черную дыру. В то же время гравитационные волны посылают линейный импульс в бинарную систему, позволяя ее центру двигаться в противоположном направлении. Большая часть линейного импульса теряется по мере приближения слияния.
Основываясь на численном моделировании, команда оценила, что скорость возвращения черной дыры GW200129, образовавшейся в результате слияния, составляет от около 700 км/с до 1, 500 км/с. Это исследование является первой идентификацией высоких скоростей возврата для другого гравитационно-волнового события; учитывая скорость GW200129, исследователи считают, что существует вероятность (<0,48%), что остаточная черная дыра удерживается шаровым скоплением (очень плотным звездным скоплением). Команда также утверждает, что эффект «удара», полученный черной дырой GW200129, не должен вызывать смещения в тесте общей теории относительности для этого конкретного события.
Определенное влияние на эволюцию галактик
Предыдущие численные моделирования показали, что скорость возврата черной дыры после слияния может достигать значения 5 000 км/с. Этого достаточно для выброса черной дыры из галактики-хозяина. Поэтому такие «эффекты» имеют большое значение для астрофизики: если черная дыра, образовавшаяся в результате слияния двух сверхмассивных черных дыр, покинет центр галактики или даже покинет галактику, это может повлиять на ее эволюцию или даже привести к ее коллапсу. Это может привести к коллапсу галактики.
Более того, черные дыры, извлеченные из уже относительно «переполненной» среды, могут повлиять на частоту последующих слияний. Поэтому данное явление может поставить под сомнение происхождение самых больших черных дыр, обнаруженных Rigo/Virgo. Теоретически, это результат последовательных слияний черных дыр.
Это исследование не только доказывает, что черные дыры могут перемещаться с экстремальными скоростями, но и то, что они, вероятно, относительно многочисленны во Вселенной. Если бы один из этих сверхскоростных монстров однажды поглотил нашу планету, то, по словам Виджа Вармы, это маловероятно, поскольку Вселенная слишком велика. «[Эта черная дыра] находится на расстоянии миллиардов световых лет, поэтому даже если она будет направлена на землю, беспокоиться не стоит. Но она будет удалена от Земли», — сказал ученый изданию Press Association.
Теперь команда надеется, что будущие наблюдения за подобными слияниями черных дыр улучшат понимание этого явления и его последствий. По мере того как детекторы будут становиться все более чувствительными, можно ожидать, что мы будем наблюдать больше подобных событий», — заключили исследователи.
