Дослідники повідомили про велику кількість знову виявлених гравітаційних хвиль. 35 нових сигналів, що складають третій каталог Gravitational-Wave Transient Catalog (GWTC-3), допомагають вченим більш детально досліджувати глибини космосу.
Гравітаційні хвилі - це ряб у самому просторі-часі, створена в космічних катаклізмах, таких як злиття чорних дір і зіткнення нейтронних зірок. Вперше вони були передбачені на початку 20 століття, але не були виявлені безпосередньо до 2015 року, і за шість років з тих пір були зареєстровані десятки сигналів.
А тепер з GWTC-3 список збільшився на 35, довівши загальну кількість виявлень до 90. Ці нові події були виявлені засобами LIGO, Virgo і KAGRA під час другої частини третього циклу спостережень, який проводився з листопада 2019 року по березень 2020 року, перш ніж вони були перервані пандемією COVID-19.
Переважна більшість нових виявлень сталася в результаті злиття чорних дір, але дві події, схоже, були викликані поглинанням чорної дірою нейтронної зірки. Ще одне виявлення особливо дивно - чорна діра стикається з «загадковим об'єктом», маса якого приблизно в 2,8 рази більше маси Сонця. За нинішніми визначеннями, він занадто масивний, щоб бути нейтронною зіркою, але і занадто легкий, щоб бути чорною дірою.
Вчені стверджує, що найбільш ймовірне пояснення - це чорна діра з малою масою. Верхня межа маси нейтронних зірок здається досить добре визначеною у фізиці і становить близько 2,1 маси Сонця. Але нижня межа для чорних дір, що дорівнює приблизно п'яти сонячним масам, в основному заснована на спостереженнях, тому це нове виявлення - а також аналогічний сигнал у серпні 2019 року - може показати, що необхідно переглянути розуміння того, як можуть утворюватися маленькі чорні діри.
З іншого боку, нова серія спостережень також виявила деяких абсолютних монстрів.
Сигнал під назвою GW200220_061928 включав зіткнення чорних дір з масами 87 і 61 сонячних мас, в результаті чого утворилася чорна діра з масою 141 Сонц (відсутні сім мас Сонця були перетворені в енергію і віднесені у вигляді гравітаційних хвиль.) Це потрапляє прямо в маловивчений проміжний клас між зірковими і надмасивними чорними дірами.
Астрономи змогли визначити обертання деяких чорних дір за їхніми сигналами гравітаційних хвиль. У двох випадках здається, що до їх злиття чорні діри оберталися в зворотному напрямку щодо своїх орбіт навколо один одного.
Дослідники кажуть, що скарбниця нових даних може допомогти астрономам розгадати головні загадки космосу.
«Це дійсно нова ера для виявлення гравітаційних хвиль, і зростаюча кількість відкриттів розкриває так багато інформації про життя і смерть зірок у Всесвіті», - говорить Сьюзан Скотт, учасник дослідження.
"Це також викликає деякі дійсно захоплюючі питання. Наприклад, спочатку утворилася система з двох зірок, які разом пройшли життєві цикли і в кінцевому підсумку стали чорними дірами? Або дві чорні діри зіткнулися разом у дуже щільному динамічному середовищі, такому як центр галактики? "
Спостережний прогін 4 має розпочатися наприкінці 2022 року. Дослідження надіслано для публікації і зараз доступне на сервері препринтів arXiv.