Команда специалистов по гравитационным волнам из Центра передового опыта по открытию гравитационных волн (OzGrav) зафиксировала столкновение двух черных дыр, объекты начали сливаться в один. Остаточная черная дыра начала испускать множественные гравитационные волны — интенсивную рябь в ткани пространства и времени — которые раскрывают информацию о ее форме. Об этом сообщает Phys.org.
Черные дыры считаются одним из самых удивительных явлений во Вселенной. На их поверхности, известной как горизонт событий, настолько сильная гравитация, что даже свет не может покинуть их пределы. Безмолвные гиганты, которые проглатывают все, что пролетает слишком близко.
Столкновение двух черных дыр — это одно из самых катастрофических событий во Вселенной: за доли секунды образуется сильно деформированная черная дыра и выделяет огромное количество энергии пока она достигает своего конечного состояния. Это явление дает астрономам уникальный шанс наблюдать быстро меняющиеся черные дыры и исследовать гравитацию в ее самой экстремальной форме.
Хотя сталкивающиеся черные дыры не излучают свет, астрономы могут наблюдать за гравитационными волнами, которые разносятся рябью от места столкновения. Ученые предполагают, что после столкновения поведение остаточной черной дыры является ключом к пониманию гравитации и должно быть закодировано в излучаемых гравитационных волнах.
В статье, опубликованной в Communications Physics, ученые во главе с выпускником OzGrav профессором Хуаном Кальдероном Бустильо рассказывают, как гравитационные волны кодируют черты сливающихся черных дыр, когда они принимают свою окончательную форму.
«Мы смоделировали столкновения черных дыр с помощью суперкомпьютеров, а затем сравнили быстро меняющуюся форму остаточной черной дыры с гравитационными волнами, которые она излучает. Мы обнаружили, что эти сигналы намного сложнее, чем кажется, что позволяет нам больше узнать о сильно меняющейся форме конечной черной дыры», — отметил соавтор исследования Кристофер Эванс.
Когда две черные дыры приближаются друг к другу, они излучают гравитационные волны с возрастающей частотой и амплитудой. Этот сигнал указывает на скорость и радиус орбиты. Бустильо говорит: «Высота и амплитуда сигнала увеличивается все быстрее и быстрее по мере того, как две черные дыры сближаются. После столкновения остаточная черная дыра излучает сигнал с постоянной высотой звука и уменьшающейся амплитудой — как если ударить по колоколу». Этот принцип согласуется со всеми наблюдениями гравитационных волн.
В то же время ученым удалось обнаружить и нечто новое. Если наблюдать за черными дырами с их экватора, выясняется, что конечная черная дыра испускает более сложный сигнал, высота которого несколько раз меняется, прежде чем затихнуть.
Команда обнаружила, что это связано с формой конечной черной дыры, которая действует как гравитационно-волновой маяк. «Когда две исходные родительские черные дыры имеют разные размеры, последняя изначально выглядит как каштан, с острием на одной стороне и широкой и гладкой спинкой на другой, — говорит Бустилло. — Оказывается, черная дыра излучает более интенсивные гравитационные волны через свои самые изогнутые области, которые окружают острие».
Посмотрите на удивительные снимки космоса:
Это тоже интересно: