Ласерската интерферометарска опсерваторија на гравитациски бранови (LIGO) по третпат детектираше гравитациски бранови – бранувања во просторот и времето, покажувајќи дека новиот прозорец во астрономијата е цврсто отворен. Како што беше случајот со првите две детекции, брановите настанале поради судирот на две црни дупки со цел да формираат една поголема црна дупка.
Меѓународен тим од истражувачи по третпат детектираше гравитациони бранови – бранувања во просторот и времето, во откритие кое обезбедува нови сознанија за мистериозниот карактер на црните дупки и, потенцијално, за темната материја. Извор: LSC / OzGrav.
Новооткриената црна дупка, формирана со спојување, има маса околу 49 пати поголема од нашето Сонце. Ова ја пополнува празнината меѓу масите на две претходно споени црни дупки детектирани од страна на LIGO, со маса од 62 (прва детекција) и 21 (втора детекција) Сончеви маси.
„Имаме уште една потврда за постоењето на ѕвездени масивни црни дупки кои се 20 пати поголеми од Сонцето во својата маса – овие се објекти за кои не знаевме дека постојат пред LIGO да ги открие“, вели Дејвид Шумејкер од МИТ, новоизбраниот портпарол на Научната соработка LIGO (LSC), тело на повеќе од 1.000 меѓународни научници кои го вршат LIGO истражувањето, заедно со Европската соработка Вирго. „Неверојатно е тоа што луѓето можат да направат приказна и да ја тестираат, за такви чудни и екстремни настани кои се случиле пред милијарди години и на милијарди светлински години оддалеченост од нас. Целиот LIGO и телото Вирго за научна соработка работеле за да се состават сите овие парчиња заедно.“
Новото откривање се случи за време на тековното набљудување на LIGO, кое започна на 30-ти ноември 2016-та година, а ќе продолжи и во текот на летото. LIGO е меѓународна соработка со членови од целиот свет. Нејзините набљудувања се вршат од детектори-близнаци – еден во Ханфорд, Вашингтон, а другиот во Ливингстон, Луизијана – управувана од Калтек и МИТ со средства од Националната фондација за наука (NSF).
LIGO го направи првото директно набљудување на гравитациските бранови во септември 2015-та година во текот на првата опсерваторија во програма наречена Напреден LIGO. Второто откривање е направено во декември 2015 година. Третото откривање, наречено GW170104, е направено на 4-ти јануари 2017-та година и е објавено во списанието Physical Review Letters.
Во сите три случаи, секој од детекторите на LIGO ги открил гравитациските бранови од неверојатни енергетски спојувања на парови на црни дупки. Овие се судири што произведуваат повеќе енергија отколку што зрачи светлина од страна на сите ѕвезди и галаксии во Универзумот, во било кое дадено време. Неодамнешното откривање се чини дека е најдалеку, со црни дупки кои се наоѓаат на околу 3 милијарди светлински години оддалеченост од нас. (Црните дупки во првата и втората детекција се наоѓаат на 1,3 и 1,4 милијарди светлински години оддалеченост, соодветно.)
Исто така, најновото набљудување укажува за насоките во кои се вртат црните дупки. Како што паровите црни дупки како спирала се вртат околу едни околу други, тие, исто така, се вртат околу своите оски – како парови лизгачи на мраз се вртат поединечно, а исто така кружат едни околу други. Во суштина, црните дупки може да се вртат во било која насока.
Оваа слика покажува нумеричка симулација на бинарна црна дупка која се спојува со маси и се врти во согласност со третото и најновото набљудување на LIGO, именувано GW170104. Силата на гравитациските бранови е означена со височина исто како и бојата: со сина боја се прикажани слаби области, а жолтата боја покажува силни полиња. Големините на црните дупки се двојно поголеми за да се подобри видливоста. Извор: Нумеричка-релативистичка симулација: С. Ossokine, А. Buonanno (Макс Планк Институтот за физика Гравитациска физиза) и Simulating eXtreme Spacetime project Scientific Visualization: T. Dietrich (Max Planck Institute for Gravitational Physics), R. Haas (NCSA)
Најновите податоци на LIGO не можат да утврдат дали неодамна е забележана црна дупка која се навалува, но тие подразбираат дека најмалку една од црните дупки може да е неврзана во однос на целокупното орбитално движење. Потребни се повеќе набљудувања на LIGO за да може да се каже нешто дефинитивно за вртењето на бинарните црни дупки, но овие рани податоци нудат индикации за тоа како овие парови може да се формираат.
„Ова е првпат да имаме докази дека црните дупки можат и да не бидат усогласени, ни даваат само мал знак дека двојни системи од црни дупки можат да се формираат во густи ѕвездени јата,“ вели Бангалор Сатјапракаш од Државниот универзитет во Пенсилванија и Универзитетот Кардиф.
Постојат два основни модели за да се објасни како може да се формираат парови од црни дупки. Првиот модел предлага дека црните дупки се раѓаат заедно: тие се формираат кога секоја ѕвезда експлодира во еден пар на ѕвезди, а потоа, затоа што оригиналните ѕвезди се вртат усогласено, црните дупки веројатно остануваат подредени.
Во другиот модел, црните дупки подоцна доаѓаат заедно во животот, во преполни ѕвездени јата. Црните дупки се спојуваат откако ќе потонат во центарот на ѕвезденото јато. Во ова сценарио, црните дупки може да се вртат во било која насока во однос на нивното орбитално движење. Бидејќи LIGO согледал според негови докази дека црните дупки GW170104 се оние неврзаните, податоците малку служат за оваа теорија на ѕвездени јата.
„Со третата потврдена детекција на гравитациски бранови настанати од судир на две црни дупки, LIGO се потврдува како моќна опсерваторија за набљудување на темната страна на Универзумот,“ изјавува Дејвид Рајц од Калтек. „Додека LIGO не е наменет за набљудување на такви настани, сепак се надеваме дека ќе видиме и други типови на астрофизички настани наскоро, како насилни судари на две неутронски ѕвезди.“
Превод: Бојан Николовски
Извор: Phys
