Гравитационно-волновая астрофизика на марше

Временной профиль события. Серая ломаная линия — данные, желтая линия — подгонка данных вейвлетами, синяя линия — подгонка расчетными событиями слияния черных дыр. Ширина цветных линий отражает статистическую неопределенность. Относительное растяжение в единицах 10 <sup>-21</sup>. Рисунок взят из цитированной статьи

Временной профиль события. Серая ломаная линия — данные, желтая линия — подгонка данных вейвлетами, синяя линия — подгонка расчетными событиями слияния черных дыр. Ширина цветных линий отражает статистическую неопределенность. Относительное растяжение в единицах 10 -21. Рисунок взят из цитированной статьи

Детекторы гравитационных волн LIGO зарегистрировали еще одно (третье по счету) статистически значимое событие слияния черных дыр (есть еще одно маргинально значимое событие). Дата регистрации — 4 января 2017 года.

Вероятность случайной имитации подобного шума оценивается как раз в 70 000 лет, что в более привычных единицах выражается примерно как статистическая значимость 4,5 σ. Оценка масс слившихся черных дыр: 31,2 +8,41,6 и 19,4 +5,35,9 солнечной массы (на уровне достоверности 90%). То есть одна из черных дыр настолько массивна, что могла образоваться только из очень большой звезды с малой металличностью (металличность — специфический астрофизический термин, означающий обилие элементов тяжелее гелия). Это звезды первого поколения, образовавшиеся либо в молодой Вселенной, либо в галактиках с заторможенным темпом звездообразования. Современные звезды не могут быть столь большими из-за низкой теплопроводности — они сбрасывают лишнее вещество.

Еще один существенный факт: моменты вращения черных дыр не совпадали по направлению с орбитальным моментом. Оба факта (очень большая масса и разнобой моментов вращения) указывают на то, что система двух черных дыр образовалась динамически в плотном шаровом скоплении — каждая образовалась отдельно, затем они «утонули» в центр скопления и там объединились в гравитационно связанную систему. Другой сценарий — образование двойной черной дыры из двойной системы массивных звезд — менее вероятен, но не исключен.

Напомним, что в первом зарегистрированном событии тоже слились две очень тяжелые дыры массами около 30 солнечных. Это не значит, что именно тяжелые черные дыры сливаются чаще, чем более легкие. Просто в их пользу работает эффект селекции: амплитуда гравитационных волн растет с массой. Ограничение на темп слияния черных дыр во Вселенной сужается, но всё еще составляет фактор в несколько раз — мы видим только слияния самых тяжелых, а полный темп зависит от плохо оцениваемого распределения систем черных дыр по массе.

Будем надеяться, что средства массовой информации перестанут обращать внимание на каждое событие детектирования гравитационных волн и появится более-менее информативная статистика слияния черных дыр, а потом и нейтронных звезд.

Борис Штерн

Источник: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.221101
Статья в ТрВ-Наука, посвященная первому зарегистрированному всплеску: http://trv-science.ru/2016/02/12/chto-uvideli-detektory-ligo/

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

 
 

Метки: , , , , , , , , , , , , , , ,

 

3 комментария

  • Владимир Аксайский:

    Удивляет название.

    Разве там, где маршируют, можно найти что-то новое?

    К тому же, похоже, коллаборации LIGO очень долго придется маршировать для набора статистики.

    И потом, не очень привлекательна физическая модель слияния дыр.

    Ощущается нехватка физика типа Якова Ильича Френкеля, который, скорее всего, смог бы красивее смоделировать результаты.

    Достаточно просмотреть главу «Поверхностные явления» в его книге «Кинетическая теория жидкости».

    Мне кажется, он модель слияния даже в терминах расслоенных пространств смог бы сделать наглядной и, главное, предсказательной.

  • Veter:

    Господин Штерн, направление на точку события (область слияния ЧД) определяют по разности во времени между фиксацией сигнала в ЛИГО №1 и ЛИГО №2, это понятно, но я не понимаю, как они определяют расстояние до события, ведь для этого надо знать величину максимальной «светимости» (по аналогии со звёздами) гравитационной волны или её мощности в точке её рождения?

  • Краб 47:

    Ранее сообщалось, что частота подобных событий в доступной области космоса д.б. несколько событий в месяц и более, тогда почему почти год ЛИГО США ничего не ловил? А почему молчат итальянцы, немцы, японцы или зря вбухали деньги в свои приборы? И не просто молчат, а нет никакой даже самой общей информации о работе ни VIRGO ни GEO-600 ни ТАМА-300? Сачкуют?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Недопустимы спам, оскорбления. Желательно подписываться реальным именем. Аватары - через gravatar.com