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

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

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