Вчені виявляють перше зіткнення між чорною дірою та нейтронною зіркою

Вчені у всьому світі відсвяткували перше підтверджене виявлення гравітаційних хвиль кілька років тому - відкриття, яке призвело до отримання Нобелівських премій для Райнера Вайса, Кіпа Торна та Баррі Баріша в 2017 році. Відтоді американські інструменти LIGO та італійська Діва помітили ще багато хвилі від зіткнення пар чорних дір та нейтронних зірок. Зараз, вчені вважають, що вони вперше помітили чорну діру, яка погризла нейтронну зірку.

Гравітаційні хвилі прогнозувались у загальній відносності, але ніхто не зміг перевірити їх існування до того, як LIGO з'явився в Інтернеті. Хоча ці пульсації в космічному часі походять від катаклізматичних подій, як, наприклад, зіткнення чорних дір, хвилі надзвичайно слабкі. Ось чому LIGO (Лазерний інтерферометр з гравітаційно-хвильовою обсерваторією) та Діва використовують методику, яку називають лазерною інтерферометрією. Вони відбиваються лазерами відбивачів на кінці довгих труб - вони в 2,4 милі (4 кілометри) у випадку LIGO. Промені відміняють один одного, якщо вони відхиляються без змін, але гравітаційні хвилі викликають невеликі коливання, які видають сигнал. LIGO може виявити рухи настільки ж маленькі, як десятитисячний діаметр заряду протона.

З самого початку було зрозуміло, що виявлення LIGO-Діви 14 серпня буде цікавим. Спочатку здавалося, що об'єкти знаходяться в так званому "розриві маси", тобто вони були занадто маленькими, щоб бути чорними дірами і занадто великими, щоб бути нейтронними зірками. Однак людський аналіз врешті-решт підтвердив подію, відому як S190814bv, майже напевно - зіткнення чорної діри та нейтронної зірки.

Моделювання чорних дір, що скручуються до зіткнення та викидають гравітаційні хвилі.

Це останній тип зіткнення гравітаційної хвилі вчені шукали, вже побачивши кілька сигналів від пар чорних дір та нейтронних зірок. Це ще не є впевненою річчю, хоча початковий аналіз говорить, що S190814bv - це злиття нейтронної зірки-чорної діри з більш ніж 99-відсотковою впевненістю. Більший з двох об’єктів знаходиться в межах чорної діри, а менший - трохи південніше трьох сонячних мас. Між однією і двома сонячними масами, а об’єктом є нейтронна зірка. Вище трьох, це може бути чорна діра.

Вчені прагнуть помітити нейтронну зірку, що стикається з чорною дірою, оскільки це могло б розкрити багато про ці супергусті залишки зірки. Гравітаційні хвилі та будь-який електромагнітний компонент S190814bv можуть звузити розміри нейтронної зірки, що було б надзвичайно важливим відкриттям у ядерній фізиці. Ми маємо лише основне розуміння нейтронних зірок - їх структура підштовхує навіть найкращі сучасні моделі фізики частинок до точки розриву. Ця далека гравітаційна подія може стати першим кроком у вдосконаленні цього розуміння.