У травні 2023 року, невдовзі після того, як LIGO (лазерна інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія) знову увімкнулася для четвертого циклу спостережень, вона виявила гравітаційно-хвильовий сигнал від зіткнення об’єкта, швидше за все, нейтронної зірки, з передбачуваною чорною дірою, яка має масу в 2.5–4.5 рази більшу за масу нашого Сонця.
Цей сигнал під назвою GW230529 викликає інтригу для дослідників, оскільки маса чорної діри-кандидата знаходиться в межах так званого розриву мас між найважчими відомими нейтронними зірками, які трохи перевищують дві сонячні маси, і найлегшими відомими чорними дірами, які приблизно п'ять сонячних мас. Хоча сам по собі сигнал гравітаційної хвилі не може виявити справжню природу цього об’єкта, майбутні виявлення подібних подій, особливо тих, що супроводжуються спалахами світла, можуть стати ключем до відповіді на питання про те, наскільки легкими можуть бути чорні діри.
На зображенні видно коалесценцію та злиття чорної діри з нижньою масовою щілиною (темно-сіра поверхня) з нейтронною зіркою (сильно деформованою під дією гравітації чорної діри). Це нерухоме зображення з моделювання злиття підкреслює лише компоненти нейтронної зірки з меншою щільністю, починаючи від 60 грамів на кубічний сантиметр (темно-синій) до 600 кілограмів на кубічний сантиметр (білий). Його форма підкреслює сильні деформації матеріалу низької щільності нейтронної зірки. Авторство зображення: Іван Маркін, Тім Дітріх (Потсдамський університет), Гаральд Пол Пфайффер, Алессандра Буонанно (Інститут гравітаційної фізики Макса Планка
«Останнє відкриття демонструє вражаючі наукові можливості мережі детекторів гравітаційних хвиль, яка є значно чутливішою, ніж у третьому циклі спостережень», — каже Дженн Дріґерс (PhD '15), провідний науковий співробітник LIGO Hanford у Вашингтоні. один із двох об’єктів разом із LIGO Лівінгстон у Луїзіані, які складають обсерваторію LIGO.
ЛІГО увійшла в історію в 2015 році після проведення першого прямого виявлення гравітаційних хвиль у космосі. Відтоді LIGO та його партнерський детектор у Європі Virgo виявили майже 100 злиттів між чорними дірами, декілька злиттів між нейтронними зірками, а також злиття між нейтронними зірками та чорними дірами. Японський детектор KAGRA приєднався до мережі гравітаційних хвиль у 2019 році, а команда вчених, які спільно аналізують дані з усіх трьох детекторів, відома як колаборація LIGO–Virgo–KAGRA (LVK). Обсерваторії LIGO фінансуються Національним науковим фондом (NSF), вони були задумані, побудовані та експлуатуються Caltech і MIT.
Останнє відкриття також вказує на те, що зіткнення за участю легких чорних дір можуть бути більш поширеними, ніж вважалося раніше.
«Це виявлення, перший із наших захоплюючих результатів четвертого циклу спостережень LIGO–Virgo–KAGRA, показує, що схожі зіткнення між нейтронними зірками та чорними дірами малої маси можуть бути вищими, ніж ми вважали раніше», — каже Джесс Маківер, доцент Університету Британської Колумбії, заступник прес-секретаря наукового співробітництва LIGO та колишній постдокторант Каліфорнійського технологічного інституту.
До події GW230529 був ідентифікований ще один інтригуючий об'єкт-кандидат на розрив мас. У цій події, яка сталася в серпні 2019 року і відома як GW190814, знайдено компактний об'єкт масою 2.6 маси Сонця як частина космічного зіткнення, але вчені не впевнені, чи це була нейтронна зірка чи чорна діра.
Після перерви на технічне обслуговування та модернізацію четверті спостереження детекторів відновляться 10 квітня 2024 року і триватимуть до лютого 2025 року.
Автор Вітні Клавін
джерело: Caltech
