Гравитационные волны сигнализировали о возникновении новой черной дыры

Если догадка подтвердится, окажется, что рецепт создания черной дыры может быть весьма сложным.

Зрелищное слияние двух нейтронных звезд, породившее гравитационные волны, которые были зафиксированы 17 августа 2017 года, оставило на своем месте еще кое-что: новую черную дыру, обладающую самой низкой массой из всех когда-либо найденных.

Выводы основаны на анализе данных рентгеновской обсерватории NASA «Chandra» за дни, недели и месяцы после обнаружения гравитационных волн с помощью LIGO. В то время пока почти каждый телескоп наблюдает за источником, обозначенным GW170817, рентгеновское зрение «Chandra» имеет решающее значение в понимании того, что произошло после столкновения двух нейтронных звезд.

По данным LIGO астрономы оценили, что масса объекта, возникшего в результате слияния, примерно в 2,7 раза превышает массу Солнца, то есть это либо самая массивная нейтронная звезда, либо самая «легкая» черная дыра, когда-либо найденная.

«Хотя нейтронные звезды и черные дыры таинственны, мы изучили многие из них, и у нас есть данные и теории о поведении таких объектов в рентгеновских лучах», – говорит Дэйв Пули из Университета Тринити в Сан-Антонио (США), возглавлявший исследование.

Если бы нейтронные звезды слились, образовав более тяжелую нейтронную звезду, она бы быстро вращалась и создала очень сильное магнитное поле. Это, в свою очередь, сформировало бы расширяющийся пузырь частиц высоких энергий, который привел бы к яркому рентгеновскому излучению. Вместо этого данные «Chandra» показывают уровень рентгеновских лучей, который в несколько сотен раз ниже чем от вращающейся нейтронной звезды и связанных с ней явлений. Ученые сделали вывод, что на месте столкновения образовалась черная дыра.

Если догадка подтвердится, окажется, что рецепт создания черной дыры может быть весьма сложным. В случае GW170817 потребовалось бы два взрыва сверхновых, на месте которых остались бы две нейтронные звезды на достаточно тесной орбите, которая сделала возможным их слияние в черную дыру.

Наблюдение «Chandra» через два-три дня после события не обнаружило источник рентгеновских лучей, но последующие наблюдения через 9, 15 и 16 дней подтвердили его существование. Источник вскоре скрылся за Солнцем, и мониторинг продолжился через 110 дней после события, а затем – через 160 дней. Сравнив результаты «Chandra» с данными Очень большой антенной решетки (VLA), Дэйв Пули и его соавторы пришли к выводу, что уровень рентгеновского излучения полностью обусловлен ударной волной от слияния. Нет никаких признаков рентгеновских лучей, возникающих при нейтронной звезде.

Мнение команды Дэйва Пули может быть проверено будущими рентгеновскими и радионаблюдениями. Если это действительно черная дыра, излучение будет затихать по мере ослабления ударной волны. Но если остаток окажется нейтронной звездой с сильным магнитным полем, то через пару лет источник должен стать намного ярче в рентгеновском и радиодиапазоне, когда пузырь частиц высоких энергий догонит тормозящую ударную волну. Такое открытие бросит вызов теории о структуре и массе нейтронных звезд.

Арина Васильева
редактор-переводчик
Читайте и распечатывайте последние новости астрономии, космоса и космонавтики на сайте https://in-space.ru
Наверх