Сливащи се черни дупки разкриват тайната на гравитационните вълни
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:24
Астрофизици са открили двойка черни дупки в съзвездие Дева, които се сливат и ще се превърнат в гигантска сингулярност след 100 хиляди години – един миг според астрономическите мерки.
Черните дупки са най-удобният кандидат за ролята на източник на гравитационните вълни, се казва в статия, публикувана в сп. Nature.
„Наблюдавайки как този процес ще достигне финалната си точка, можем да разберем дали черните дупки растат със същата скорост, както и заобикалящите ги галактики. Освен това е получим възможност да проведем решаваща проверка на нашето разбиране, как е устроена тъканта на пространство-времето, в последните мигове преди сливането, когато дупките изработват мощни гравитационни вълни“, казва Золтан Хайман (Zoltan Haiman) от Колумбийския университет в Ню Йорк (САЩ).
Хайман и колегите му всъщност повторно открили тази необичайна двойка черни дупки PG 1302-102, намиращи се на 3,2 млрд. светлинни години от нас, като изучавали данните, събрани при наблюденията на почти 250 000 далечни квазара от редица наземни телескопи в САЩ и Австралия.
Около 20 от тях принадлежали към категорията на така наречените мигащи квазари – източници на излъчване, чиято яркост периодично спада и расте. Както смятат днес астрономите, подобни квазари всъщност представляват не една, а двойка от черни дупки, които се въртят една около друга и постепенно се сближават.
Квазарът PG 1302-102 притежавал няколко слабо обясними свойства – той „мигал“ доста по-често от другите квазари, което говорело за невъзможно малко разстояние между черните дупки, и яркостта му се увеличила почти двойно в последните пет години. Според изчисленията на учените черните дупки се намират на около една десета от светлинната година, което е 200 пъти по-малко от предишния рекорд.
Едната от черните дупки е значително по-малка по размери от втория обект, около който тя се върти със скорост около 10% от скоростта на светлината. По-малката черна дупка изяжда около 10-20 пъти повече материя от по-големия ѝ „събрат“ и се явява основен източник на излъчването, което се изхвърля в резултат на триенето на частичките материя в диска от газ и прах, който я заобикаля.
Ускоряването до такива скорости, както обясняват изследователите, се явява причината този квазар толкова често да „мига“ и обяснява защо яркостта му е нараснала в последните пет години.
Оказало се, че когато по-малката черна дупка се движи към линията, съединяваща наблюдателя на Земята и PG 1302-102, нейната яркост расте благодарение на действието на Доплеровото усилване – увеличение на силата на излъчване на обекта, който се движи към наблюдателя, под действието на релативистки ефекти.
Разкриването на този ефект според Хайман позволило на екипа му да изчисли общата маса на черните дупки, която е 2,3 милиарда пъти повече от Слънцето, и да изясни, че те ще се сблъскат след около 100 000 години – това е на порядъци по-малко, отколкото сочели изчисленията на открилите двете черни дупки астрономи.
Както се надяват авторите на статията, PG 1302-102 и други двойки черни дупки, които ще бъдат открити в близките 10 години, ще помогнат да се разкрие тайната на гравитационните вълни и да се провери теорията на Айнщайн.
