GW190521

GW190521 (изначально именован как S190521g[1]) — зарегистрированный 21 мая 2019 года гравитационно-волновой всплеск, произошедший в результате слияния двух чёрных дыр. Наблюдение проводилось на детекторах LIGO и Virgo в 03:02:29 UTC, данные о событии были опубликованы 2 сентября 2020 года[2].

Иллюстрация во время объявления результатов исследования GW190521
Сигналы, обнаруженные детекторами LIGO Hanford (слева), LIGO Livingston (посередине), и Virgo (справа)

Слияние произошло 7 млрд лет назад на расстоянии 17 млрд световых лет[к. 1] от Земли (красное смещение z ~ 0,82±0,3)[3]. Это самое далёкое зарегистрированное слияние из известных[4]. Положение источника сигнала определено областью неба в 765 кв. градусов[к. 2][5][6][7] в созвездиях Волос Вероники, Гончих Псов и Феникса[8][9][10][11].

Установлено, что произошло слияние чёрных дыр массами 85 и 66 M⊙, и это на время обнаружения стало слиянием самых больших известных человечеству объектов. В результате слияния образовалась чёрная дыра в 142 M⊙, что стало первым явным свидетельством обнаружения чёрной дыры средней массы. Потерянные 9 M⊙ превратились в энергию гравитационных волн[3][1][12][13]. Обнаруженный сигнал длился менее одной десятой секунды[3].

Научные результаты

Считается, что чёрные дыры с массой менее 65 M⊙ могут образовываться в результате вспышки сверхновой. В то же время предполагается, что чёрные дыры массой до 135 M⊙ могут появляться после коллапса звезд[4]. Так, событие GW190521 стало первым экспериментальным подтверждением гипотезы о том, что более тяжёлая чёрная дыра в паре слияния может быть образована после предыдущего слияния чёрных дыр[13]. Соответственно, исследователи рассматривают гипотезу иерархического слияния, когда две исходные чёрные дыры образовываются в результате слияния меньших чёрных дыр[3].

Зарегистрированное событие проявило эффекты гравитации, которые дают возможность по‑новому проверить общую теорию относительности, согласно которой двойные системы с весьма разными массами будут создавать гравитационные волны более высоких гармоник[13].

Наблюдения в электромагнитном спектре

В июне 2020 года астрономы с помощью автоматического обзорного телескопа Цвикки, расположенного в Паломарской обсерватории в Калифорнии, наблюдали вспышку света, которая предположительно связана с GW190521. Согласно гипотезе, во время слияния двух чёрных дыр в непосредственной близости была другая (третья) больша́я чёрная дыра, и она спровоцировала световую вспышку. Если это подтвердится, то это станет первым в истории наблюдением световой вспышки во время слияния двух чёрных дыр[9][14][10][15]. Во время слияния чёрных дыр, как правило, не должно быть светового излучения. И здесь астрономы полагают, что для трёх чёрных дыр уже произошло уникальное событие: третья сверхмассивная чёрная дыра, возможно, повлияла на слияние двух меньших, и отправила новоиспечённую чёрную дыру через связанный аккреционный диск, и материя диска произвела вспышку света. По предположениям астрономов, новообразованная чёрная дыра превышала более чем в 100 раз M⊙ и двигалась по диску со скоростью 200 км/с[16].

Астрономы предсказывают повторную вспышку света от рассматриваемых объектов из-за повторного столкновения с соответствующим аккреционным диском, что по расчётам должно произойти примерно через 1,6 года[14]. Если в декабре 2020 года предсказанная вспышка будет наблюдаться, то озвученные утверждения получат своё подтверждение[16].

По некоторым данным событие gw190521 может быть столкновением бозонных звёзд[17][18].

См. также

Примечания
Комментарии
  1. Это расстояние, на котором в настоящее время от нас находится полученная после слияния чёрная дыра; данное расстояние вычислено с учётом космологического расширения Вселенной.
  2. Это достаточно большая область неба, в пределах которой удалось локализовать источник.
Источники
  1. Abbott, R. GW190521: A Binary Black Hole Merger with a Total Mass of 150 M ⊙ (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2020. — 2 September (vol. 125, no. 10). — P. 101102. — doi:10.1103/PhysRevLett.125.101102.
  2. GW trigger S190521g (GW 190521), University of Leicester (2020). Архивировано 28 июня 2020 года. Дата обращения 26 июня 2020.
  3. Staff. GW190521: The Most Massive Black Hole collision Observed To Date, LIGO Scientific Collaboration (2 сентября 2020). Архивировано 4 сентября 2020 года. Дата обращения 2 сентября 2020.
  4. Астронет > GW190521: Unexpected Black Holes Collide. www.astronet.ru. Дата обращения: 8 сентября 2020. Архивировано 8 сентября 2020 года.
  5. Greco, G.; et al. Handling gravitational-wave sky maps for EM-followUP observations - Second ASTERICS Virtual Observatory School. Asterics2020.eu (2020). Дата обращения: 27 июня 2020. Архивировано 28 июня 2020 года.
  6. Mo, Geoffrey GCN Circular - Number: 24640 - LIGO/Virgo S190521g: Updated sky localization. NASA (21 мая 2020). Дата обращения: 27 июня 2020. Архивировано 27 июня 2020 года.
  7. Berry, Christopher Sky-localization of Gravitaional wave observations. CplBerry.com (10 августа 2018). Дата обращения: 27 июня 2020. Архивировано 27 июня 2020 года.
  8. Superevent info - S190521g. LIGO (21 мая 2019). Дата обращения: 25 июня 2020. Архивировано 28 июня 2020 года.
  9. Cofield, Calla. Black Hole Collision May Have Exploded With Light, NASA (25 июня 2020). Архивировано 28 июня 2020 года. Дата обращения 25 июня 2020.
  10. Overbye, Dennis. Two Black Holes Colliding Not Enough? Make It Three - Astronomers claim to have seen a flash from the merger of two black holes within the maelstrom of a third, far bigger one., The New York Times (25 июня 2020). Архивировано 25 июня 2020 года. Дата обращения 25 июня 2020.
  11. Gradute Center, CUNY. Black hole collision may have exploded with light, Phys.org (25 июня 2020). Архивировано 26 июня 2020 года. Дата обращения 26 июня 2020.
  12. Abbott, R. Properties and Astrophysical Implications of the 150 M ⊙ Binary Black Hole Merger GW190521 (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2020. — 2 September (vol. 900, no. 1). — P. L13. — doi:10.3847/2041-8213/aba493.
  13. Елена Ли. Взрыв «142 солнц» — самый мощный со времен Большого взрыва. Популярная механика (3 сентября 2020). Дата обращения: 3 сентября 2020. Архивировано 4 сентября 2020 года.
  14. Graham, M. J. Candidate Electromagnetic Counterpart to the Binary Black Hole Merger Gravitational-Wave Event S190521g (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2020. — Vol. 124, no. 25. — P. 251102. — doi:10.1103 / PhysRevLett. 124.251102. — . — arXiv:2006.14122. — PMID 32639755.
  15. Black hole collision may have exploded with light [Столкновение чёрной дыры могло взорваться светом] (англ.), ScienceDaily (26 июня 2020). Дата обращения 26 июня 2020.
  16. Carpineti, Alfredo. Astronomers May Have Observed The First Flare From A Black Hole Collision, IFLScience (25 июня 2020). Архивировано 29 июня 2020 года. Дата обращения 26 июня 2020.
  17. Слияние черных дыр оказалось столкновением бозонных звёзд
  18. Juan Calderón Bustillo, Nicolas Sanchis-Gual, Alejandro Torres-Forné, José A. Font, Avi Vajpeyi. GW190521 as a Merger of Proca Stars: A Potential New Vector Boson of 8.7⋅10-13 eV (англ.) // Physical Review Letters. — 2021-02-24. — Vol. 126, iss. 8. — P. 081101. — doi:10.1103/PhysRevLett.126.081101.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.