Дивний гігант: астрономи, ймовірно, вперше виявили потрійну чорну діру

Астрономи провели аналіз гравітаційних хвиль, які були виявлені детекторами гравітаційних хвиль і виходили, як вважалося, з системи, що складалася з двох чорних дір зоряної маси, які злилися разом і створили більшу чорну діру. Дослідження, опубліковане в The Astrophysical Journal Letters, показало ознаки аномального прискорення, що вказують на присутність третьої чорної діри, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Під час злиття чорних дір відбувається викид у космос гравітаційних хвиль, своєрідних пульсацій у тканині простору-часу. З моменту першого виявлення гравітаційних хвиль 10 років тому, астрономи побачили вже майже 300 злиттів чорних дір. Це події, коли дві чорні діри зближуються, а потім зливаються в одну більшу чорну діру з викидом гравітаційних хвиль.

Аналіз сигналів у гравітаційних хвилях може показати, якою була маса двох чорних дір, що брали участь у злитті. Деякі злиття вказують на те, що називається ієрархічним злиттям. Це серія злиттів, які призводять до появи все більших чорних дір.

Це пов'язано з тим, що чорні діри зоряної маси мають верхню межу маси в момент формування. Це момент, коли масивна зірка вибухає надновою і скидає свої зовнішні шари, залишаючи ядро, яке стискається під дією власної гравітації, перетворюючись на чорну діру. При перевищенні певної маси вся зірка просто вибухає цілком, разом із ядром, залишаючи після себе лише уламки. Тому, якщо астрономи знаходять чорну діру з масою, що перевищує цю межу, то роблять висновок, що вона є продуктом попереднього злиття чорних дір.

У системі GW190814 не було чорної діри з масою, що перевищує межу. Одна з чорних дір вважається найменшою з коли-небудь виявлених. Її маса була всього в 2,6 раза більшою за масу Сонця. Друга чорна діра була більшою і мала масу в 23 рази більшу, ніж у Сонця. Це співвідношення мас виходить за рамки прогнозів моделей еволюції зірок: подвійні системи, як правило, складаються з двох об'єктів порівнянних розмірів.

Астрономи вважають, що це співвідношення мас чорних дір вказує на їхнє складне минуле. Передбачається, що дві чорні діри були притягнуті разом гравітацією більшої, третьої чорної діри, навколо якої вони оберталися.

Учені ретельно вивчили дані про гравітаційні хвилі, які виникли внаслідок злиття чорних дір. Пара чорних дір, що обертаються навколо більшої чорної діри, повинна демонструвати додаткове прискорення через орбітальний рух навколо третьої чорної діри. Вчені з'ясували, як це проявиться, а потім порівняли свою модель з даними спостережень за GW190814.

Дослідження показало, що існувало прискорення, що дорівнює 0,0015 швидкості світла, з рівнем достовірності близько 90%, що вказує на присутність третьої чорної діри. Цей результат може означати, що злиття чорних дір можуть, принаймні в деяких випадках, відбуватися в набагато складніших умовах, ніж передбачалося. Крім того, це відкриття надає додаткові докази ієрархічних злиттів, підтверджуючи існування систем із трьох чорних дір, у яких можуть відбуватися злиття.

Учені кажуть, що це перше відкриття явних доказів існування потрійної чорної діри і присутності третього об'єкта під час злиття подвійної чорної діри. Вчені дійшли висновку, що дві чорні діри в системі GW190814, можливо, утворилися не ізольовано, а були частиною більш складної гравітаційної системи.

Як уже писав Фокус, вчені вважають, що у Всесвіті можуть існувати маленькі чорні діри, які створюють злиття великих чорних дір. При цьому такі чорні діри можуть випускати випромінювання Гокінга, аналіз якого може відкрити шлях до виявлення нових фізичних явищ.

Також Фокус писав про те, що вчені вважають, що інопланетне життя може існувати без води. Нове дослідження припускає, що позаземне життя може існувати на інших кам'янистих планетах і для цього йому не обов'язково потрібна вода, яка вважається необхідним компонентом для життя. Інопланетяни можуть існувати за рахунок незвичайної солоної рідини.