В мае 2023 года, вскоре после того, как LIGO (лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) снова включилась для четвертого цикла наблюдений, она обнаружила гравитационно-волновой сигнал от столкновения объекта, скорее всего нейтронной звезды, с предположительно черной дырой, масса которой в 2.5–4.5 раза больше массы нашего Солнца.
Этот сигнал, получивший название GW230529, интригует исследователей, поскольку масса кандидата в черную дыру попадает в так называемый массовый разрыв между самыми тяжелыми известными нейтронными звездами, масса которых чуть больше двух солнечных, и самыми легкими известными черными дырами, масса которых составляет около пять солнечных масс. Хотя сигнал гравитационной волны сам по себе не может раскрыть истинную природу этого объекта, будущие обнаружения подобных событий, особенно тех, которые сопровождаются вспышками света, могут стать ключом к ответу на вопрос о том, насколько легкими могут быть черные дыры.
На изображении показано слияние черной дыры с меньшей разницей масс (темно-серая поверхность) с нейтронной звездой (сильно приливно деформированной гравитацией черной дыры). На этом неподвижном изображении, полученном при моделировании слияния, видны только компоненты нейтронной звезды с более низкой плотностью: от 60 граммов на кубический сантиметр (темно-синий) до 600 килограммов на кубический сантиметр (белый). Его форма подчеркивает сильные деформации материала низкой плотности нейтронной звезды. Авторы и права: Иван Маркин, Тим Дитрих (Потсдамский университет), Харальд Пауль Пфайффер, Алессандра Буонанно (Институт гравитационной физики Макса Планка)
«Последнее открытие демонстрирует впечатляющие научные возможности сети детекторов гравитационных волн, которая значительно более чувствительна, чем в третьем наблюдательном цикле», — говорит Дженн Дриггерс (доктор философии '15), ведущий научный сотрудник по обнаружению в LIGO Hanford в Вашингтоне. один из двух объектов, наряду с LIGO Ливингстон в Луизиане, которые составляют обсерваторию LIGO.
LIGO вошел в историю в 2015 году после проведения первого прямого обнаружения гравитационных волн в космосе. С тех пор LIGO и ее партнер-детектор в Европе Virgo обнаружили почти 100 слияний черных дыр, несколько нейтронных звезд, а также слияния нейтронных звезд и черных дыр. Японский детектор KAGRA присоединился к гравитационно-волновой сети в 2019 году, а группа ученых, которые коллективно анализируют данные всех трех детекторов, известна как коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA (LVK). Обсерватории LIGO финансируются Национальным научным фондом (NSF), они были задуманы, построены и эксплуатируются Калифорнийским технологическим институтом и Массачусетским технологическим институтом.
Последнее открытие также указывает на то, что столкновения с участием легких черных дыр могут быть более распространенными, чем считалось ранее.
«Это открытие, первый из наших захватывающих результатов четвертого наблюдательного цикла LIGO-Virgo-KAGRA, показывает, что может быть более высокая частота подобных столкновений между нейтронными звездами и черными дырами малой массы, чем мы думали ранее», - говорит Джесс МакИвер, доцент Университета Британской Колумбии, заместитель представителя научного сотрудничества LIGO и бывший научный сотрудник Калифорнийского технологического института.
До события GW230529 был идентифицирован еще один интригующий объект-кандидат на разрыв в массе. В этом событии, которое произошло в августе 2019 года и известном как GW190814, Найден компактный объект массой 2.6 солнечных как часть космического столкновения, но ученые не уверены, была ли это нейтронная звезда или черная дыра.
После перерыва на техническое обслуживание и модернизацию четвертый наблюдательный пробег детекторов возобновится 10 апреля 2024 года и продлится до февраля 2025 года.
Автор Уитни Клавин
Источник: Калифорнийский технологический институт
