Международная группа ученых обнаружила рябь в пространстве и времени, известную как гравитационные волны, от самого большого известного столкновения с черной дырой, которое образовало новую черную дыру, примерно в 80 раз больше Солнца, и от еще трех слияний с черной дырой.

Впечатление художника о слиянии двух черных дыр. Фото: SXS

Австралийский национальный университет (ANU) играет ведущую роль в привлечении Австралии к открытию гравитационных волн через партнерство в Гравитационно-волновой обсерватории Advanced Laser Interferometer (LIGO), базирующейся в Соединенных Штатах.

Профессор Сьюзен Скотт, руководитель Группы общей теории относительности и анализа данных в ANU, говорит, что команда обнаружила четыре столкновения, повторно проанализировав данные первых двух наблюдений Advanced LIGO.

Ученые обнаружили событие, которое образовало самую большую из известных черных дыр в результате слияния двойной системы из двух черных дыр 29 июля 2017 года. Это событие произошло на расстоянии около девяти миллиардов световых лет.

«У этого события также были черные дыры, вращающиеся быстрее всего из слияний, наблюдаемых до сих пор. Это также безусловно самое отдаленное наблюдаемое слияние », – сказал профессор Скотт.

Три других столкновения с черными дырами были обнаружены в период с 9 по 23 августа 2017 года, на расстоянии от трех до шести миллиардов световых лет, и имели размеры в размере, в результате чего черные дыры были в 56–66 раз больше нашего Солнца.

«Они были из четырех разных двойных систем чёрных дыр, которые разбиваются вместе и излучают сильные гравитационные волны в космос», – сказал профессор Скотт из Научно-исследовательской физико-технической школы АНУ и главный исследователь Центра передовых технологий гравитационной волны. Discovery (OzGrav), который финансируется Австралийским исследовательским советом (ARC).

«Эти обнаружения столкновений черных дыр значительно улучшают наше понимание того, сколько двойных систем черных дыр существует во Вселенной, а также диапазон их масс и скорость вращения черных дыр во время слияния».

Исследователи планируют постоянно улучшать детекторы гравитационных волн, чтобы они могли обнаруживать катастрофические события намного дальше в космосе, однажды надеясь вернуться к началу времени сразу после Большого взрыва, что невозможно сделать со светом.

После завершения первоначальных наблюдений ученые провели повторную калибровку и очистку собранных данных.

«Это повысило чувствительность сети детекторов, что позволило нашим поискам обнаружить больше источников», – сказал профессор Скотт.

График, показывающий массы недавно объявленных гравитационно-волновых обнаружений и черных дыр и нейтронных звезд

График, показывающий массы недавно объявленных гравитационно-волновых обнаружений и черных дыр и нейтронных звезд. Фото: LIGO-Virgo / Frank Elavsky / Northwestern

«Мы также включили улучшенные модели ожидаемых сигналов в наши поиски».

После завершения второго цикла наблюдений в августе 2017 года ученые модернизировали детекторы гравитационных волн LIGO и Virgo, чтобы сделать их более чувствительными.

«Это означает, что во время предстоящего третьего цикла наблюдений, который начнется в начале следующего года, мы сможем обнаруживать события, происходящие дальше в космосе, что означает больше обнаружений и потенциально гравитационных волн от новых и пока неизвестных источников во Вселенной», – сказал профессор Скотт.

Международная исследовательская группа обнаружила гравитационные волны от 10 различных слияний черных дыр и одного столкновения нейтронной звезды за последние три года. Нейтронные звезды – самые плотные звезды во Вселенной, их диаметр составляет около 20 километров.

Исследовательская группа профессора Скотта также разрабатывает новый проект, который позволит им обнаруживать гравитационные волны, исходящие от короткоживущей нейтронной звезды, возникшей в результате слияния нейтронной звезды.

Художники создают впечатление слияния нейтронных звезд

Художники создают впечатление слияния нейтронных звезд. Фото: Карл Нокс, ОзГрав

Доктор Карл Ветт, сотрудник докторской группы в АНУ и член OzGrav, сказал, что ученые не уверены, что образовалось в результате слияния нейтронных звезд, которое было обнаружено в августе прошлого года.

«Это могла быть нейтронная звезда, которая через некоторое время рухнула в черную дыру или сразу превратилась в черную дыру», – сказал он.

«Наш новый проект поможет предоставить критически важную информацию о том, что мы получаем от слияния двух нейтронных звезд».

Профессор Скотт представит новые результаты на конгрессе Австралийского института физики в Перте в конце этого месяца.

Результаты открытия будут опубликованы в Physical Review X.

По материалам phys.org