Астрономы разглядели детали встречи черной дыры и нейтронной звезды

Сигнал гравитационных волн показал необычную траекторию перед столкновением черной дыры и нейтронной звезды. Такая орбита почти не встречалась в наблюдениях.

Астрономы обнаружили редкий сценарий столкновения черной дыры и нейтронной звезды. Анализ гравитационных волн показал, что перед слиянием эти объекты двигались не по почти круговой орбите, как обычно, а по заметно вытянутой. Для таких систем это необычно.

Траектория нейтронной звезды показана синим цветом, а движение черной дыры — оранжевым, поскольку два объекта вращаются друг вокруг друга. Показанный здесь эксцентриситет преувеличен по сравнению с реальной системой GW200105, чтобы сделать влияние на орбитальное движение более наглядным

Источник: Бирмингемский университет

Исследование, опубликованное в научном журнале The Astrophysical Journal Letters, провели специалисты Бирмингемского университета, Автономного университета Мадрида и Института гравитационной физики имени Макса Планка. Астрономы изучили сигнал гравитационных волн GW200105. Его зарегистрировали обсерватории LIGO и Virgo, которые фиксируют слабые колебания пространства-времени, возникающие при столкновениях сверхплотных космических объектов.

Обычно пары из черной дыры и нейтронной звезды задолго до слияния переходят на почти круговую орбиту. Постепенно они теряют энергию и сближаются, пока не сталкиваются. Но данные по событию GW200105 показали, что даже незадолго до финального сближения траектория оставалась вытянутой.

Новый анализ гравитационных волн выявил редкую форму орбиты перед финальным сближением объектов

Источник: NASA/ESA

После столкновения образовалась черная дыра массой примерно в 13 раз больше массы Солнца. Однако главный результат связан не с массой, а с формой орбиты. Для подобных событий такая траектория считается редкой.

Чтобы уточнить параметры системы, исследователи применили новую модель гравитационных волн, разработанную в Институте гравитационно-волновой астрономии Бирмингемского университета. Она позволила оценить форму орбиты и проверить влияние вращения объектов.

Статистический анализ, сравнивший тысячи возможных сценариев с наблюдениями, показал, что круговая орбита почти исключена. Вероятность ошибки составила около 0,5%.

Вытянутая траектория может говорить о необычном происхождении системы. Вероятно, черная дыра и нейтронная звезда сформировали пару в плотной звездной среде, например, в шаровом скоплении. Там гравитационные взаимодействия между множеством звезд способны менять траектории и формировать нестандартные орбиты.

Новый анализ также уточнил массы объектов. В предыдущих работах, где предполагалась круговая орбита, массу черной дыры немного занижали, а массу нейтронной звезды — завышали.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что рядом с Солнечной системой найден потенциально обитаемый мир.