Первое свидетельство тройной системы черных дыр: аномалия в гравитационных волнах GW190814

Астрофизики, возможно, впервые зафиксировали гравитационные волны от слияния черных дыр, которое произошло не в изолированной двойной системе, а в составе более сложной тройной. Анализ сигнала GW190814, зарегистрированного в 2019 году, выявил аномальное ускорение, указывающее на присутствие третьего, невидимого массивного объекта.

Прорыв в интерпретации данных

Новое исследование, проведенное на основе данных коллаборации LIGO-Virgo-KAGRA, предполагает, что событие GW190814 может быть первым в истории прямым свидетельством тройной гравитационно-связанной системы черных дыр. Как отметил астроном Вэнь-Бяо Хань из Китайской академии наук, это открытие кардинально меняет представления о среде, в которой формируются и сливаются двойные черные дыры.

Загадка нестандартного слияния

С момента исторического открытия 2015 года ученые зафиксировали сотни слияний черных дыр. Массовый анализ этих событий позволил выявить так называемые иерархические слияния, когда черная дыра, уже образовавшаяся в результате предыдущего столкновения, вновь сливается с другой. Однако GW190814 не вписывался в эту схему из-за экстремального соотношения масс участников: 2,6 и 23 солнечные массы. Такая пара — рекордно легкий объект, близкий к нейтронной звезде, и значительно более массивный компаньон — противоречит стандартным моделям эволюции двойных звезд, которые обычно приводят к образованию пар со схожими массами.

Обратите внимание: Астрономы обнаружили необычный пульсар.

Гипотеза о третьем теле

Чтобы объяснить эту аномалию, команда под руководством Шу-Чэн Яна выдвинула смелую гипотезу. Ученые предположили, что наблюдаемая двойная система сама вращалась вокруг третьей, еще более массивной черной дыры. Тщательный анализ формы гравитационно-волнового сигнала выявил слабые, но статистически значимые признаки дополнительного ускорения. Расчеты показали, что двойная система испытывала ускорение вдоль луча зрения, составляющее примерно 0,0015 от скорости света, с достоверностью около 90%. Это является сильным аргументом в пользу присутствия невидимого гравитационного «хозяина» — третьей черной дыры.

Значение открытия и перспективы

Это потенциальное открытие имеет фундаментальное значение. Оно не только подтверждает теоретическую возможность существования стабильных тройных систем черных дыр, но и открывает новое окно в изучение иерархических слияний в плотных звездных средах, таких как шаровые скопления. Вероятно, в уже накопленных данных обсерваторий скрываются и другие подобные «тройки», ожидающие своей расшифровки.

Будущие наблюдения с улучшенной чувствительностью детекторов LIGO, Virgo и KAGRA позволят собрать больше статистики и детальнее изучить условия, в которых происходят эти экзотические космические катаклизмы. Это поможет астрофизикам построить более полную картину жизни и взаимодействия черных дыр во Вселенной.

Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Необычный сигнал в гравитационных волнах, возникший при слиянии двух черных дыр, может указывать на первую в истории регистрацию тройной системы черных дыр, связанных гравитационным взаимодействием.