naujausias gravitacijos banga „Running Monitor“ užfiksavo didžiausią iki šiol atstumą.

Per mažiau nei penkis mėnesius, nuo 2019 m. lapkričio iki 2020 m. kovo, LIGO-Virgo interferometrai užfiksavo 35 masyvias gravitacines bangas. Vidutiniškai tai yra maždaug 1,7 gravitacinių bangų įvykių kiekvieną savaitę bėgimo metu.

Tai yra reikšmingas padidėjimas nuo savaitės vidurkio 1,5 įvykio, aptikto per ankstesnį paleidimą, ir dėl to bendras įvykių skaičius padidėjo iki 90 nuo pirmojo gravitacinių bangų aptikimo, kuris įėjo į istoriją 2015 m. rugsėjo mėn.

„Šie atradimai parodo dešimteriopai padidėjusį gravitacinių bangų, kurias LIGO ir Mergelė aptiko nuo tada, kai pradėjo stebėti, skaičių. Astrofizikė Susan Scott sakė:iš Australijos nacionalinio universiteto Australijoje.

„Mes atradome 35 įvykius. Tai didžiulis! Priešingai, per pirmąjį stebėjimą, kuris truko keturis mėnesius 2015–2016 m., padarėme tris atradimus. Tai tikrai nauja gravitacinių bangų atradimų era, o augantis atradimų skaičius atskleidžia daug informacijos apie gyvenimą ir mirtį.” žvaigždės visoje visatoje”.

Iš 35 naujų atradimų 32 greičiausiai buvo porų susiliejimo rezultatas Juodosios skylės. Taip atsitinka, kai artimoje orbitoje esančių juodųjų skylių poros yra traukiamos abipusės gravitacijos ir galiausiai susiduria, kad susidarytų viena masyvesnė juodoji skylė.

Šis susidūrimas siunčia raibuliavimą erdvėlaikyje, kaip bangavimas, atsirandantis, kai įmetate akmenį į tvenkinį; Astronomai gali analizuoti tuos bangavimus, kad nustatytų juodųjų skylių savybes.

Grafikas, rodantis visų iki šiol paskelbtų juodųjų skylių susijungimų masę. (LIGO-Virgo / Aaronas Geller / Šiaurės Vakarų universitetas)

Duomenys atskleidė juodųjų skylių masių sankaupą, iš kurių didžiausia užfiksuota maždaug 87 kartus didesnė už Saulės masę. Ši juodoji skylė susijungė su kompanione, kurios masė 61 kartą didesnė už saulės masę, todėl susidarė viena juodoji skylė, kurios masė 141 kartą didesnė už saulės masę. Šis įvykis pavadintas GW200220_061928.

Paskutinis susijungimas lėmė juodąją skylę, kurios masė 104 kartus viršija Saulės masę. Abi laikomos vidutinės masės juodosiomis skylėmis, kurių masė svyruoja nuo 100 iki maždaug 1 milijono saulės masių, o juodųjų skylių aptikta labai nedaug.

GW200220_061928 taip pat įdomus, nes bent viena iš susijungime dalyvaujančių juodųjų skylių yra toje, kurią vadiname viršutine masės tarpa. Remiantis mūsų modeliais, juodosios skylės, didesnės nei 65 Saulės masės, negali būti sudarytos iš vienos žvaigždės, kaip yra žvaigždžių masės juodosios skylės.

Taip yra todėl, kad pirmtakų žvaigždės yra tokios masyvios, kad supernovos – žinomos kaip Nestabilios poros supernovos Jis turėtų visiškai ištrinti žvaigždės šerdį, nepalikdamas nieko, kas gravitacijos dėka sugriūtų į juodąją skylę.

Tai rodo, kad 87 saulės masės juodoji skylė galėjo būti ankstesnio susijungimo produktas. GW200220_061928 nėra pirmasis, įtraukęs juodąją skylę į viršutinį masės tarpą, tačiau jo atradimas rodo, kad hierarchiniai juodųjų skylių susijungimai nėra neįprasti.

Kitas įvykis susijęs su objektu, esančiu mažesnės masės tarpelyje – juodųjų skylių tarpas, 2,5–5 kartus didesnis už Saulės masę. Mes galutinai neradome neutroninės žvaigždės, didesnės už pirmąją, arba juodosios skylės, mažesnės už pastarąją; Įvykis pavadinimu GW200210_092254 buvo susijęs su 2,8 Saulės masės objekto įrašymu. Astronomai padarė išvadą, kad tai gali būti labai maža juodoji skylė.

„Žvelgiant į juodųjų skylių masę ir sukimąsi šiose dvejetainėse sistemose, matyti, kaip šios sistemos yra laikomos kartu.” Skotas pasakė.

„Tai taip pat kelia tikrai įdomių klausimų. Pavyzdžiui, ar sistema iš pradžių susiformavo iš dviejų žvaigždžių, kurios kartu perėjo savo gyvavimo ciklą ir galiausiai tapo juodosiomis skylėmis? Ar dvi juodosios skylės buvo sujungtos labai tankioje, dinamiškoje aplinkoje, pvz. galaktikos centras?

Kiti trys įvykiai iš 35 buvo susiję su juodąja skyle ir dar kuo nors mažiau masyviu, greičiausiai neutronine žvaigžde. Šie įvykiai labai domina astronomus, nes jie gali atskleisti, kas yra neutroninės žvaigždės viduje – jei kada nors aptiksime ją skleidžiančią šviesą. Radę daugiau šių susijungimų, galime pradėti geriau suprasti, kaip jie iš tikrųjų vyksta.

„Tik dabar pradedame vertinti nuostabią juodųjų skylių įvairovę ir neutroninės žvaigždės, ” Astronomas Christopheris Berry sakė: Iš Glazgo universiteto, JK

„Mūsų naujausi rezultatai įrodo, kad jų yra įvairių dydžių ir derinių – išsprendėme keletą senų paslapčių, bet atradome ir naujų. Šiais stebėjimais esame arčiau paslapčių, kaip žvaigždės, kūrimo elementai, mūsų visata, vystysis“.

Grupės darbas buvo pateiktas publikuoti ir jį galima rasti pasiruošimo spaudai serveryje arXiv.