7.5K
Историческое обнаружение гравитационных волн от сталкивающихся черных дыр далеко за пределами нашей Галактики открыло новое окно в понимании Вселенной. После 14 сентября 2015 года произошла еще цепочка подобных открытий: четыре бинарные черные дыры и пара нейтронных звезд.
В настоящее время идет постройка нового детектора, который еще шире распахнет удивительное окно. Ожидается, что обсерватория следующего поколения LISA отправится в космос в 2034 году. Она будет чувствительной к гравитационным волнам с более низкой частотой, чем те, что обнаружены наземной гравитационно-волновой обсерваторией LIGO.
Новое исследование Северо-Западного университета (США), опубликованное в журнале Physical Review Letters, предсказывает, что LISA обнаружит десятки бинарных систем в глобулярных кластерах Млечного Пути, среди которых будут представлены все комбинации компонентов: черные дыры, нейтронные звезды и белые карлики. Это первая научная работа, использующая реалистичные модели глобулярного кластера для подробного прогнозирования объектов изучения LISA.
До первого обнаружения гравитационных волн в период строительства LIGO астрофизики всего мира десятилетиями работали над теоретическими предсказаниями явлений, которые обнаружит обсерватория. Это то, чем на данный момент заняты ученые Северо-Западного университета, но на этот раз для LISA, который строится Европейским космическим агентством при участии NASA.
В Млечном Пути наблюдается около 150 шаровых скоплений. Ученые прогнозируют, что как минимум в каждом третьем кластере находится источник, который будет идентифицирован LISA. Исследование также предсказывает, что LISA обнаружит около 8 черных дыр в соседней галактике Андромеды и еще 80 в кластере Девы.
Шаровое скопление представляет собой сферическую структуру, включающую от сотен тысяч до миллионов звезд, гравитационно связанных друг с другом. Кластеры содержат старейшие популяции звезд в Галактике и являются эффективными фабриками по созданию компактных бинарных систем.
Северо-западная исследовательская группа обладает множеством преимуществ в проведении этого исследования. За последние два десятилетия главный автор новой работы профессор Фредерик А. Расио и его группа разработали мощный вычислительный инструмент – один из лучших в мире – для реалистичного моделирования глобулярных кластеров. Исследователи использовали более ста полностью развитых моделей шаровых кластеров со свойствами, аналогичными свойствам наблюдаемых шаровых скоплений Млечного Пути.