Впервые зафиксировано слияние черной дыры и нейтронной звезды

Давным-давно в далеких галактиках две черные дыры поглотили своих спутников – нейтронные звезды, – испустив гравитационные волны, которые достигли Земли в январе 2020 года. Сигналы от событий пришли с интервалом всего 10 дней, ознаменовав собой первое в истории надежное обнаружение слияния этих экзотических объектов. Полученные данные и выводы ученых представлены в журнале Astrophysical Journal Letters.

«Гравитационные волны уже позволили нам обнаружить слияния пар черных дыр и пар нейтронных звезд, но смешанное столкновение оставалось неуловимым недостающим фрагментом полной картины взаимодействия этих экзотических экстремальных объектов», – рассказывает Чейз Кимбалл, участник исследования из Северо-Западного университета (США).

Два гравитационно-волновых события, получивших обозначения GW200105 и GW200115, были зафиксированы детекторами LIGO и Virgo 5 января и 15 января 2020 года. Последующие поиски оптических аналогов источников с помощью нескольких обсерваторий не увенчались успехом – они не смогли уловить свет ни от одного из слияний.

Анализ полученных данных показал, что прародителями события GW200115 являются черная дыра с массой 6 солнечных и нейтронная звезда с массой 1,5 солнечной, удаленные от нас примерно на 1 миллиард световых лет.

«Другое слияние, GW200105, произошло на расстоянии около 900 миллионов световых лет от Земли. Его участниками стали черная дыра с массой 9 солнечных и нейтронная звезда с массой 1,9 солнечной», – отмечают авторы исследования.

Эти события являются первыми достоверными наблюдениями гравитационных волн от черных дыр, сливающихся с нейтронными звездами, и их обнаружение позволяет предположить, что такие «потрясения» во Вселенной на аналогичном удалении от Земли происходят до одного раза в месяц, хотя и не все из них способны зафиксировать современные детекторы.

«Теперь мы увидели первые примеры слияния черных дыр с нейтронными звездами, и мы знаем, что они происходят. Однако нам все еще крайне мало известно об этих экзотических объектах – насколько они могут быть маленькими или большими, с какой скоростью они могут вращаться, как они объединяются в системы и в итоге сливаются. Будущие фиксации гравитационных волн от таких событий позволят нам собрать статистику и ответить на эти вопросы, которые, в конечном итоге, позволят узнать, как создаются самые экстремальные объекты во Вселенной», – заключила Майя Фишбах, участник исследования из Северо-Западного университета.