Учёные удвоили известное число экстремальных космических событий, зарегистрированных с помощью гравитационных волн, предоставляя беспрецедентный взгляд на самые разрушительные столкновения во Вселенной. Последний каталог, GWTC-4, опубликованный коллаборацией LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), теперь включает 128 подтверждённых обнаружений столкновений чёрных дыр и нейтронных звёзд, почти удвоив предыдущее количество в 90. Это означает, что мы теперь «слышим» Вселенную совершенно по-новому.
Прорыв: Колебания в Пространстве-Времени
Существование этих колебаний – искажений в структуре пространства и времени – было впервые предсказано Альбертом Эйнштейном в 1915 году. Для того, чтобы технологии догнали теорию, потребовался ещё век. В 2015 году Лазерная Интерферометрическая Гравитационно-волновая Обсерватория (LIGO) сделала первое прямое обнаружение, исходящее от слияния чёрной дыры на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет. С тех пор детекторы в Италии (Virgo) и Японии (KAGRA) присоединились к поискам, раскрывая Вселенную, кишащую этими катастрофическими событиями.
Почему это важно: Гравитационные волны уникальны тем, что они несут информацию о столкновениях, которую свет передать не может. Свет может изгибаться, блокироваться или искажаться. Гравитационные волны проходят почти сквозь всё, давая нам прямой взгляд на самые экстремальные явления в космосе.
Что Нового в GWTC-4
Этот последний набор данных, собранный в период с мая 2023 года по январь 2024 года, примечателен своим разнообразием :
- Более Тяжёлые Чёрные Дыры: Каталог включает самые тяжёлые пары чёрных дыр, когда-либо наблюдавшиеся, каждая из которых примерно в 130 раз массивнее нашего Солнца.
- Неравномерные Слияния: Некоторые столкновения включают чёрные дыры с сильно различающимися размерами, что указывает на сложную историю их формирования.
- Экстремальные Вращения: Несколько чёрных дыр вращаются со скоростью до 40% от скорости света – свидетельство предыдущих столкновений и возможность «цепочек слияний», где чёрные дыры растут в результате повторных слияний.
- Смешанные Слияния: Два новых события включают столкновения между чёрными дырами и нейтронными звёздами.
Повышенная чувствительность детекторов LVK позволяет учёным обнаруживать события на расстоянии до 10 миллиардов световых лет. Это позволяет проводить строгие тесты теории общей теории относительности Эйнштейна, которая продолжает подтверждаться в этих экстремальных условиях.
Последствия для Астрофизики
“Этот набор данных укрепил нашу уверенность в том, что чёрные дыры, столкнувшиеся раньше в истории Вселенной, могли иметь более высокие скорости вращения, чем те, которые столкнулись позже”, – говорит член LVK Сальваторе Витале из Массачусетского технологического института (MIT).
Данные также позволяют предположить, что чёрные дыры могут расти в результате множественных слияний, формируя ещё более массивные объекты с течением космического времени. Эти наблюдения предоставляют представление о том, как чёрные дыры формируются из коллапсирующих звёзд, как они эволюционируют и как они влияют на структуру Вселенной.
“Мы расширяемся в новые части того, что мы называем ‘параметрическим пространством’ и обнаруживаем целое новое разнообразие чёрных дыр”, – объясняет член LVK Даниэль Уильямс из Университета Глазго. “Мы действительно расширяем границы и видим вещи, которые более массивные, вращаются быстрее и представляют собой более астрофизически интересные и необычные объекты.”
Результаты этого каталога вскоре будут опубликованы в Astrophysical Journal Letters. Дальнейшее совершенствование этих методов обнаружения обещает ещё больше открытий о самых жестоких и загадочных событиях Вселенной.
