Ученые сообщили, что на окраинах спиральных галактик сливается множество черных дыр: Четыре отдельных сигнала одновременно исходили от "пожирателей"

02.11.2017 0:43

Ученые сообщили, что на окраинах спиральных галактик сливается множество черных дыр: Четыре отдельных сигнала одновременно исходили от

Согласно новому исследованию, проведённому специалистами из Рочестерского технологического института, тем, что ищет чёрные дыры, нужно наблюдать за окраинами спиральных галактик, вроде Млечного Пути. В конце позапрошлого года была обнародована информация об обнаружении гравитационных волн – эдакой «ряби» в пункте «пространство-время». В настоящее время астрономы нашли 4 отдельных сигнала подобных, которые исходят из «пожирателей», которые сталкиваются и сливаются.

Ранее специалисты никогда не наблюдали, чтобы подобные чёрные дыры, которые по размеру минимум, как 20 Солнц, пребывали в таком процессе. К сожалению, у гравитационно-волновых детекторов есть свои ограничения, из-за чего сложно проводить дальнейшие исследования или искать возможные источники света вокруг «пожирателей».

Согласно предыдущим научным работам, такие чёрные дыры могли образовываться только в относительно тусклых карликовых галактиках. Однако в новой говорится, что лучше изучать крупные спиральные – там такие «пожиратели» тоже имеются в достаточном количестве. По словам ведущего автора исследования Суканьи Чакрабарти, если вычисления окажутся верными, то будет проще искать, откуда пошёл сигнал. Галактики крупнее, соответственно, и обнаруживаются быстрее.

Если определять точное месторасположение или хотя бы скопление, в котором такие парные чёрные дыры, то возникнет ряд преимуществ для астрофизики. Во-первых, телескопы, нацеленные наблюдать за конкретным участком неба, согласно указанному выше, чаще будут фиксировать световые сигналы, которые создаются, когда сливаются «пожиратели». Дело в том, что хоть сама чёрная дыра полностью тёмная, вещество, которое её окружает (например, газово-пылевой диск), способно излучать другие оттенки.
При изучении такого света учёные смогут получить больше дополнительных сведений про такое событие. Помимо всего прочего, учёные хотят применить гравитационные волны, чтобы измерить скорость расширения Вселенной – константу Хаббла. В настоящее время двумя способами уже определяли такие данные, однако цифры получились настолько разные, что ведутся большие споры. Возможно, если измерять гравитационные волны, идущие от сливающих чёрных дыр на окраинах спиральных галактик, то действительно удастся решить этот вопрос. Суканья Чакрабарти сравнил это со «святым Граалем», только от космологии.
Чёрная дыра может образовываться, в частности, тех случаях, когда у массивных звёзд заканчивается «топливо», и происходит взрыв сверхновой. Большая часть вещества тогда сбивается в одну точку, и формируется «пожиратель». Учёные, использующие лазерный интерферометр в гравитационно-волновой обсерватории отметили, что чёрные дыры, которые больше по весу от нашего Солнца в 10-50 раз, образовываются из светил, масса которых была, как 40-100 Солнц. Определили это как раз из пространственно-временной «ряби» от сразу 4 слияний «пожирателей». Бывает, что подобные эффекты генерируются и от столкновения двух нейтронных звёзд.

Как появляются массивные светила, потом превращающиеся в чёрные дыры? Для этого в первую очередь нужна «смесь» из водорода и гелия. Более тяжёлые элементы, которые дальше в периодической таблице Менделеева, могут ослаблять образование таких объектов. Всё дело в том, что они способствуют выделению более интенсивного излучения, чем водород. Такая радиация своей мощью способна отталкивать газ и другие вещества, из-за чего звезда не может накопить так сильно материю и увеличиться. В ярких областях крупных галактик, соответственно, такое мало возможно, поскольку там очень много тяжёлых металлов. Однако почти у всех спиральных скоплений есть внешний диск, которые, в основном, состоит из водорода. Там звездообразование происходит медленнее, и, соответственно, местные светила гораздо тусклее. Называются такие места «областью H1».

У Млечного Пути толщина данного участка составляет около 30 килопарсек или примерно 100 тысяч световых лет в поперечнике. Бывают и чуть поменьше, но во всех них, как отметил Суканья Чакрабарти, хватит места, чтобы появлялись массивные звёзды, и, соответственно, чёрные дыры потом. В исследовании также вычисляют и скорость, при которой подобные «пожиратели» будут сталкиваться в области H1. Учёные пришли к выводу, что такое происходит едва ли не чаще, чем в карликовых галактиках. Последние являются небольшими коллекциями звёзд, которые больше напоминают яркие тучи, чем яркие диски. Из прошлых работ стало ясно, что в карликовых галактиках вообще могут образовываться пары чёрных дыр, однако конкретные места таких скоплений не рассматривались.
По словам Чакрабарти, он рекомендовал Ричарду О'Шогнесси, одному из соавторов подобного исследования, изучать области, а не скопления в целом. Учёный заметил, что вообще место расположения «пожирателей», появляющихся из массивных звёзд, рассматривается достаточно редко. Это всего лишь третья научная статья на данную тему. Вопрос, соответственно, достаточно новый, и важно его хорошо исследовать. Чакрабарти отмечает, что вычисление его команды по поводу того, как сталкиваются чёрные дыры в разной среде, не очень точное, потому что информации не так уж много. Всего, как уже говорилось выше, зафиксировано четыре случая сигналов гравитационных волн за всё время. Однако всё же можно точно сказать, что точно в областях H1 «пожирателей» много и, возможно, больше, чем в карликовых галактиках.

Источник