Нещодавні спостереження злиття чорної дірки та нейтронної зірки перевернули уявлення про те, як відбуваються ці екстремальні космічні події. Вчені, аналізуючи гравітаційні хвилі від події, позначеної як GW200105, виявили, що два зоряні залишки спірально зближалися по овальній, а не по круговій орбіті перед зіткненням — відкриття, яке ставить під сумнів існуючі моделі формування та еволюції подвійних систем.
Відкриття та Його Наслідки
Злиття, зареєстроване обсерваторіями LIGO та Virgo на відстані близько 910 мільйонів світлових років, призвело до утворення нової чорної діри, маса якої приблизно в 13 разів перевищує масу нашого Сонця. Дослідники з Університету Бірмінгема розробили нову модель гравітаційних хвиль для реконструкції орбіт об’єктів, що стикаються. Цей аналіз показав значну відсутність прецесії коливань в моменти безпосередньо перед злиттям, що вказує на ексцентричну, еліптичну орбіту.
Це перший випадок, коли такі орбітальні характеристики були виміряні у змішаній системі чорної діри-нейтронної зірки. Наслідки величезні: попередні оцінки мас батьківських об’єктів, ймовірно, були неточними, оскільки більш ранні аналізи передбачали меншу чорну дірку (близько 9 сонячних мас) та менш масивну нейтронну зірку (близько 2 сонячних мас).
Вплив Третього Тіла?
Еліптична орбіта передбачає, що подвійна система не утворилася в ізоляції. Натомість вона, ймовірно, відчувала гравітаційну взаємодію з іншими зірками або третім компаньйоном. За словами Патріції Шмідт, члена команди з Університету Бірмінгема, «Орбіта видає себе… Її еліптична форма показує, що ця система не спокійно еволюціонувала, а майже напевно була сформована гравітаційними взаємодіями».
Чому це має значення
Ці висновки підкреслюють складні та хаотичні середовища, в яких формуються чорні дірки та нейтронні зірки. Раніше передбачалося, що таких систем характерні кругові орбіти, що призводило до заниженим оцінкам мас чорних дірок. Відкриття ексцентричних орбіт передбачає загальне походження у щільних зоряних скупченнях, де відбуваються часті гравітаційні взаємодії. Як зазначає Гонсало Моррас з Universidad Autónoma de Madrid, це є «переконливим доказом того, що не всі пари нейтронних зірок-чорних дірок мають однакове походження».
Спостереження наголошує на обмеження поточних теоретичних моделей і вказує на необхідність удосконалених симуляцій, що враховують багатотільні взаємодії в екстремальних астрофізичних умовах. Це дозволить уточнити наше розуміння того, як ці потужні злиття впливають на еволюцію галактик та розподіл важких елементів у Всесвіті.
