Детекторы LIGO-сообщества в третий раз зафиксировали гравитационные волны. Вибрации пространства-времени происходили от двух черных дыр, которые объединились на расстоянии трех миллиардов световых лет. Восхищает то, что в этом случае речь идет не только про рекордное расстояние событиях, но и про первые свидетельства о причинах коллизии черных дыр.
Когда 11 февраля 2016 года ученые LIGO-сообщества опубликовали первое доказательство гравитационных волн, началась новая эра в астрономии. Ведь дрожь пространства-времени предоставило возможность взглянуть на «темную сторону» космоса – процессы, которые невозможно наблюдать с помощью привычных методов, потому что они, например, не излучают сияния.
Конечно, для этого важно, чтобы гравитационные волны можно было заметить: надежно и неоднократно. И уже в июне 2016 года детекторы LIGO-сообщества зарегистрировать второй, а зимой 2017-го – третий сигнал-доказательство существования гравитационных волн.
Это произошло 4 января 2017 года. В 11:11:58 по европейскому времени оба детекторы LIGO поймали новый сигнал. Дрожь пространства-времени всколыхнула землю и вывела из такта лазерный луч прибора для измерения расстояний. Колебания продолжались около 920 миллисекунд и осуществило 29 волновых циклов, информируют ученые.
На основании признаков сигнала, который назвали GW17010, ученые пришли к выводу: источник этих гравитационных волн удален от нас примерно на три миллиарда световых лет. Это вдвое больше, чем во время первого доказательства – то есть сейчас составляет рекордное расстояние подобных наблюдений. Соответственно, новый сигнал был слабее, и LIGO-обсерватории смогли его записать – в частности и потому, что лазер и оптика были недавно улучшены.
Как и предыдущие, эти гравитационные волны происходили от слияния двух черных дыр: одна с массой 31 Солнца, другая – 19 Солнц. В результате возникла новая черная дыра с массой 49 Солнц. То есть она заполняет разрыв между двумя ранее зафиксированными событиями этого типа, информируют ученые. «Это вновь подтверждает: существуют звездные черные дыры с массой свыше 20 солнечных масс, – рассказал Дэвид Шумейкер (David Shoemaker), спикер LIGO-сообщества. – Ведь до тех пор, пока детекторы LIGO не зафиксировали первых гравитационных волн, мы не знали, что существуют разные классы черных дыр».
Интересно и то, что новый сигнал предоставляет первые доказательства того, как доходит до слияния. Благодаря гравитационным волнам можно делать предположение о ротации обеих дыр незадолго перед их столкновением. Согласно наблюдениям, одна из двух черных дыр вращалась в противоположном всей системы направлении.
«Обе черные дыры могли вращаться в противоположных направлениях», – рассказала Сюзан Скотт (Susan Scott) из Австралийского национального университета. Так можно выяснить, какая из обеих конкурентных теорий согласуется с образованием черных дыр, за которыми наблюдали.
Согласно одной из них, черные дыры могут возникать вместе, когда оба партнера двойной звезды взрываются и создают две черные дыры, вращающиеся друг вокруг друга. В этом случае оба партнера должны были бы крутиться в одном направлении. Вторая теория предполагает, что черные дыры возникают независимо друг от друга, однако позднее привлекаются в скоплениях звезд. В этом случае и направление их вращения может отличаться.
Именно это, вероятно, впервые доказали на LIGO, наблюдая за GW170104. «Мы впервые получили доказательство того, что черные дыры могут и не двигаться в одном направлении, – пояснил Бангалоре Сатяпракаш (Bangalore Sathyaprakash) из Университета штата Пенсильвания. – Это маленькое свидетельство того, что спаренные черные дыры могут возникать в тесных звездных скоплениях».
Астрономы надеются, что высказанные предположения будет подтверждены следующими показаниями аналогичных событий. Ведь чем больше случаев сплавление черных дыр удастся доказать и исследовать посредством гравитационных волн, тем яснее станет картина, которая объяснит причины космических коллизий.
Новое доказательство гравитационных волн подтверждает также утверждение общей теории относительности. «Выглядит так, что Айнштайн был прав, – говорит Лора Кадонати (Laura Cadonati) из Технологического института Джорджии. – Ведь при новых событиях, что происходили вдвое дальше, чем первые, мы не замечаем никаких отклонений от предсказаний общей теории относительности».
«Поэтому третье доказательство гравитационных волн не только подтвердило их существование, но и предоставило новую интересную информацию, а LIGO приобрел репутацию самой мощной обсерватории для исследования темной стороны Вселенной, – рассказал Дэвид Райтце (David Reitze), исполнительный директор LIGO-лабораторий. – Мы надеемся, что скоро будем в состоянии фиксировать и другие астрономические события, в частности сильные столкновения двух нейтронных звезд».