Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Без дополнительных данных происхождение черной дыры можно «раскрутить» в любом направлении

Без дополнительных данных происхождение черной дыры можно «раскрутить» в любом направлении
Подсказки к происхождению черной дыры можно найти в том, как она вращается. Это особенно верно для двойных систем, в которых две черные дыры вращаются близко друг к другу перед слиянием. Вращение и наклон соответствующих черных дыр непосредственно перед слиянием может показать, возникли невидимые гиганты из тихого галактического диска или из более динамичного скопления звезд.


Астрономы надеются выяснить, какая из этих историй происхождения более вероятна, проанализировав 69 подтвержденных двойных объектов, обнаруженных на сегодняшний день. Но новое исследование показало, что на данный момент текущего каталога двойных систем недостаточно, чтобы раскрыть что-то фундаментальное о формировании черных дыр.

В исследовании, опубликованном в журнале Astronomy and Astrophysics, физики Массачусетского технологического института показывают, что когда все известные двойные системы и их спины преобразуются в модели образования черных дыр, выводы могут выглядеть совершенно по-разному, в зависимости от конкретной модели, используемой для интерпретации данных.

Таким образом, происхождение черной дыры можно «раскрутить» по-разному, в зависимости от предположений модели о том, как устроена Вселенная.

«Когда вы меняете модель и делаете ее более гибкой или делаете другие предположения, то получаете другой ответ о том, как черные дыры образовались во Вселенной», — говорит соавтор исследования Сильвия Бисковяну, аспирант Массачусетского технологического института, работающий в лаборатории LIGO. «Мы показываем, что людям нужно быть осторожными, потому что наши данные еще не на том этапе, когда можно верить тому, что говорит нам модель».

Считается, что черные дыры в бинарных системах возникают по одному из двух путей. Во-первых, когда две звезды развиваются вместе и в конечном итоге взрываются сверхновыми, оставляя после себя две черные дыры, которые продолжают вращаться в двойной системе. В этом сценарии черные дыры должны были иметь относительно выровненные спины, поскольку у них было время (сначала как у звезд, а затем у черных дыр) притягивать и тянуть друг друга в сходные ориентации. Ученые считают, что если черные дыры в бинарных системах имеют примерно одинаковый спин, они должны были развиться в относительно спокойной среде, такой как галактический диск.

Двойные черные дыры также могут формироваться посредством «динамической сборки», когда две черные дыры развиваются отдельно, каждая со своим собственным наклоном и вращением. В результате некоторых экстремальных астрофизических процессов черные дыры в конечном итоге сближаются достаточно близко, чтобы образовать двойную систему. Такое динамическое соединение, скорее всего, произойдет не в спокойном галактическом диске, а в более плотной среде, такой как шаровое скопление, где взаимодействие тысяч звезд может столкнуть две черные дыры вместе. Если черные дыры двойной системы имеют случайно ориентированные спины, они сформировались в шаровом скоплении.

Но какая часть двоичных систем формируется одним способом по сравнению с другим? Астрономы считают, что ответ должен лежать в данных, и особенно в измерениях спинов черных дыр.

На сегодняшний день астрономы определили спины черных дыр в 69 двойных системах, которые были обнаружены сетью детекторов гравитационных волн, включая LIGO в США и его итальянский аналог Virgo. Каждый детектор прислушивается к признакам гравитационных волн — очень тонких отражений в пространстве-времени, оставшихся от экстремальных астрофизических событий, таких как слияние массивных черных дыр.

При каждом двойном обнаружении астрономы оценивали соответствующие свойства черной дыры, включая ее массу и вращение. Они включили измерения спина в общепринятую модель образования черных дыр и обнаружили признаки того, что двойные системы могут иметь как предпочтительный, выровненный спин, так и случайный. То есть Вселенная могла производить двойные системы как в галактических дисках, так и в шаровых скоплениях.

Но ученые хотели знать, достаточно ли у нас данных, чтобы провести это различие? И оказывается, все запутано, неопределенно и сложнее, чем кажется».


В новом исследовании команда Массачусетского технологического института проверила, приведут ли одни и те же данные к одним и тем же выводам при обработке немного разных теоретических моделей образования черных дыр.

Команда впервые воспроизвела измерения вращения LIGO в широко используемой модели формирования черной дыры. Эта модель предполагает, что часть двойных систем во Вселенной предпочитает создавать черные дыры с выровненными спинами, в то время как остальные двойные системы имеют случайные спины. Они обнаружили, что данные согласуются с предположениями этой модели и показали пик, где модель предсказывала, что должно быть больше черных дыр с аналогичными спинами.

Затем они немного подкорректировали модель, изменив ее предположения таким образом, что она предсказывала несколько иную ориентацию предпочтительных спинов черных дыр. Когда они обработали те же данные в этой измененной модели, то обнаружили, что данные сдвинуты, чтобы соответствовать новым прогнозам. Данные также произвели аналогичные сдвиги в 10 других моделях, каждая из которых исходила из разных предположений о том, как черные дыры предпочитают вращаться.

«Наша статья показывает, что ваш результат полностью зависит от того, как вы моделируете свою астрофизику, а не от самих данных», — говорит Бисковяну. «Нам нужно больше данных, чем мы думали, если хотим сделать заявление, которое не зависит от сделанных нами астрофизических предположений».

Сколько еще данных потребуется астрономам? По оценкам, как только сеть LIGO снова заработает в начале 2023 года, инструменты будут обнаруживать одну новую двойную черную дыру каждые несколько дней. В течение следующего года к данным можно добавить еще сотни измерений.

«Измерения вращений, которые у нас есть сейчас, очень неопределенны», — говорят ученые. «Но поскольку мы создаем их много, то можем получить более качественную информацию. Тогда сможем сказать, независимо от деталей моей модели, данные всегда говорят мне одну и ту же историю — историю, в которую можно поверить».

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
0
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
0
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0