Плотные звездные скопления оказались фабриками двойных черных дыр: исследование предсказывает, что обсерватории обнаружат больше сливающихся черных дыр, чем считалось ранее

Однако сталкивающиеся черные дыры выделяют феноменальное количество энергии в виде гравитационных волн. Первые обсерватории, способные непосредственно обнаруживать эти «гравитационные сигналы» — рябь в ткани пространства-времени, впервые предсказанную Альбертом Эйнштейном 100 лет назад, — начнут наблюдения за Вселенной в конце этого года.Когда гравитационные волны, набегающие из космоса, будут впервые обнаружены на Земле, команда астрофизиков Северо-Западного университета предсказывает, что астрономы «услышат» через эти волны в пять раз больше сталкивающихся черных дыр, чем ожидалось ранее.

Прямые наблюдения за этими слияниями откроют новое окно во Вселенную.«Эта информация позволит астрофизикам лучше понять природу черных дыр и теорию гравитации Эйнштейна», — сказал Фредерик А. Расио, астрофизик-теоретик и старший автор исследования. «Наше исследование показывает, что обсерватории обнаружат больше этих энергетических событий, чем предполагалось ранее, и это очень интересно».Расио — профессор Джозефа Каммингса на факультете физики и астрономии Северо-Западного колледжа искусств и наук Вайнберга.Команда Расио, используя наблюдения нашей собственной галактики, сообщила в новом модельном исследовании два важных вывода о черных дырах:

Шаровые скопления (сферические скопления до миллиона плотно упакованных звезд, обнаруженных в гало галактик) могут быть фабриками двойных черных дыр (две черные дыры, вращающиеся по близкой орбите вокруг друг друга); а такжеНовые чувствительные обсерватории потенциально могут обнаружить 100 сливающихся двойных черных дыр в год, образовавшихся в ядрах этих плотных звездных скоплений. (Всплеск гравитационных волн излучается всякий раз, когда две черные дыры сливаются.) Это число более чем в пять раз превышает предсказанное предыдущими исследованиями.Исследование было принято к публикации в журнале Physical Review Letters, и его публикация планируется.

«Гравитационные волны позволят нам впервые услышать Вселенную через рябь, создаваемую астрономическими событиями в пространстве-времени», — сказал Карл Л. Родригес, ведущий автор статьи. Он доктор философии. студент исследовательской группы Расио.«До сих пор все наши наблюдения производились с телескопов, буквально глядя на Вселенную.

Обнаружение гравитационных волн изменит это. И самое интересное то, что мы можем слышать то, что никогда не могли увидеть, например, слияние двойных черных дыр, предмет нашего исследования », — сказал он.

Родригес и его коллеги использовали подробные компьютерные модели, чтобы продемонстрировать, как шаровое скопление действует как доминирующий источник двойных черных дыр, производя сотни слияний черных дыр в течение 12 миллиардов лет существования кластера.Сравнивая модели с недавними наблюдениями скоплений в галактике Млечный Путь и за ее пределами, результаты показывают, что следующее поколение гравитационно-волновых обсерваторий может видеть более 100 слияний двойных черных дыр в год.

Advanced LIGO (лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) — одна из новых гравитационно-волновых обсерваторий. Advanced LIGO — это крупномасштабный физический эксперимент, который должен начать работу в конце этого года.

Он предназначен для непосредственного обнаружения гравитационных волн космического происхождения. Лазерные интерферометры обнаруживают гравитационные волны от мельчайших колебаний подвешенных зеркал, приводимых в движение, когда волны проходят через Землю.Расио и Родригес — члены Центра междисциплинарных исследований и астрофизики Северо-Запада (CIERA).

Для исследования группа исследователей использовала параллельный вычислительный код для моделирования звездных скоплений, разработанный в рамках междисциплинарного сотрудничества при поддержке CIERA между отделом физики и астрономии Северо-Западного университета и отделом электротехники и информатики.


Портал обо всем