LIGO в третий раз зарегистрировала гравитационные волны

Как и в первых двух случаях, волны были порождены столкнувшимися черными дырами, в результате слияния которых образовалась новая черная дыра с массой, составляющей около 49 солнечных масс.

Группа ученых физического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова в составе международной Научной коллаборации LIGO приняла участие в регистрации гравитационных волн — в третий раз в истории. Гравитационный сигнал был зарегистрирован на двух детекторах LIGO в США. Об этом сообщается в статье, принятой к публикации в журнале Physical Review Letters.

Ученые сообщают, что ни один из экспериментов по детектированию гравитационных волн не опроверг Общую теорию относительности Эйнштейна. Особенность слившейся пары черных дыр, зарегистрированной LIGO в третий раз, заключается в том, что по крайней мере у одной черной дыры из пары собственный момент вращения, спин, не совпадает по направлению с полным моментом орбитального движения пары. Это говорит в пользу гипотезы, что черные дыры, составляющие пару, образовались далеко друг от друга.

Детекторы Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории в третий раз зарегистрировали гравитационные волны, подтвердив, что новый канал получения астрофизической информации вступил в действие. Как и в первых двух случаях, волны были порождены столкнувшимися черными дырами, в результате слияния которых образовалась новая черная дыра с массой, составляющей около 49 солнечных масс.

«Интересно то, где находились черные дыры во время столкновения, а это было миллиарды лет назад. Если в первых зарегистрированных событиях они находились на расстояниях 1,3 – 1,4 миллиардов световых лет, то в третьем событии – примерно в два раза дальше. Два детектора в США зафиксировали сигналы, между которыми есть небольшой временной сдвиг, около трех миллисекунд, который дает информацию о направлении, откуда пришел этот сигнал. В целом, природа всех трех событий одинаковая: слияние двух черных дыр», — сообщает профессор физического факультета МГУ, доктор физико-математических наук Валерий Митрофанов. Энергия, выделяющаяся при слиянии этих черных дыр, превышает световую энергию, излучаемую за это же время всеми звездами и галактиками во Вселенной.

«Масса черной дыры определяется по форме гравитационного сигнала. По частоте вращения возможно оценить расстояние между ними, а значит, и размеры. Ученые хотят выжать из этих трех сигналов от гравитационных волн максимум возможного. В том числе посмотреть, как соотносятся эти сигналы, нет ли нарушений общей теории относительности по этим событиям», — добавил соавтор исследования Сергей Вятчанин, заведующий кафедрой физики колебаний физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

В результате анализа сигналов, зарегистрированных детекторами обсерватории LIGO, было обнаружено, что с большой вероятностью у вновь обнаруженной пары черных дыр направления собственного вращения не совпадают, то есть они вращаются в разных направлениях, а значит, эти объекты, по-видимому, сформировались в плотном звездном скоплении отдельно друг от друга, а уже затем образовали двойную систему.

Один из важных вопросов, относящихся к распространению гравитационных волн: проявляют ли они дисперсию, то есть зависит ли их скорость распространения волн от их частоты. Частоты гравитационных волн, зарегистрированных в третьем событии, лежат в диапазоне примерно от 30 до 350 Гц. Ученые сообщают, что гравитационные волны с разными частотами в исследуемом диапазоне распространяются от своего источника до Земли с одной и той же скоростью, скоростью света, и дисперсия отсутствует. Даже небольшого нарушения между разными частотными компонентами ученые не видят. Таким образом, ничто не ставит под сомнение общую теорию относительности.

Исследователи ждут новых событий — регистраций гравитационных волн не только от слияния черных дыр, но и нейтронных звезд, а также от других источников, на которые нацелены детекторы LIGO.

Обсерватория LIGO финансируется Национальным научным фондом США (NSF). Она построена и эксплуатируется Калифорнийским и Массачусетским технологическими институтами (Caltech и MIT). Финансовая поддержка проекта Advanced LIGO осуществляется Национальным научным фондом США вместе с Обществом Макса Планка Германии, Советом по обеспечению науки и технологии Великобритании и Австралийским советом по исследованиям, которые вносят значительный вклад в проект. Более 1000 ученых из различных стран участвуют в проекте, объединившись в Научную коллаборацию LIGO – LSC, которая включает в себя коллаборацию GEO. Партнером LIGO является коллаборация Virgo, в которой работают еще 280 европейских ученых, поддерживаемые Национальным центром научных исследований Франции (CNRS), Национальным институтом ядерной физики Италии (INFN), Нидерландским Nikhef, а также основными институтами, входящими в Virgo и Европейскую гравитационную лабораторию. Третья регистрация гравитационных волн двумя детекторами LIGO, расположенными в Ливингстоне, штат Луизиана, и в Хэнфорде, штат Вашингтон, США, произошла 4 января 2017 года в цикле наблюдений, который начался 30 ноября 2016 года и продолжается до настоящего времени.

Россия представлена в LSC двумя научными коллективами: группой физического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и группой Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород).

Роман Захаров
главный редактор
Комментарии
Обнаружить гравитационные волны от слияния сверхмассивных черных дыр помогут пульсары
Впервые зафиксированы гравитационные волны от столкновения нейтронных звезд
Гравитационные волны изгнали монстра из центра галактики
Читайте и распечатывайте последние новости астрономии, космоса и космонавтики на сайте http://in-space.ru
Наверх