Астрономи вперше підтвердили неймовірне - зіткнення чорної діри і нейтронної зірки. Ця фатальна подія сталася, коли два екстремальних об'єкти зійшлися разом, породивши подію такої величезної сили, що її пульсація була помічена через мільярд років.
Дивно, але це астрономічне відкриття було зроблено не один, а два рази. У новому дослідженні вчені докладно описують виявлення гравітаційних хвиль, викликаних двома різними злиттями нейтронної зірки і чорної діри, кожне з яких було зареєстровано з різницею всього в 10 днів у січні 2020 року.
Це приголомшлива віха для галузі гравітаційно-хвильової астрономії, що зароджується, зазначає астрофізик Рорі Сміт із Центру передового досвіду ARC з виявлення гравітаційних хвиль (OzGrav) при Університеті Монаша. Злиття нейтронних зірок із чорними дірами є одним із найекстремальніших явищ у Всесвіті.
Спостереження за цими зіткненнями відкриває нові можливості для вивчення фундаментальної фізики, а також того, як народжуються, живуть і вмирають зірки.
Практично одночасне виявлення двох подій - GW200105 і GW200115 - свідчить про швидкість, з якою розвивається наука про гравітаційні хвилі.
Дослідники виявили близько 50 випадків зіткнення чорних дір і нейтронних зірок з іншими чорними дірами і нейтронними зірками за допомогою виявлення гравітаційних хвиль. Однак, злиття нейтронної зірки з чорною дірою - бінар NSBH - ніколи не було підтверджено до цього моменту, незважаючи на те, що астрономи раніше спостерігали сигнали, які могли вказувати на такі зіткнення.
Проте в січні 2020 року вчені з міжнародних колаборацій LIGO, Virgo і Kagra оголосили про однозначне відкриття перших бінарних NSBH, які були виявлені за допомогою мережі детекторів LIGO-Virgo. Дві події, GW200105 і GW200115, відповідали зіткненню нейтронної зірки з чорною дірою.
GW200105 було виявлено 5 січня 2020 року, і сталося близько 900 мільйонів років тому під час зіткнення чорної діри з масою, що перевищує масу Сонця в дев'ять разів, і нейтронної зірки масою 1,9 сонячних мас.
GW200115 було ідентифіковано 15 січня 2020 року, і сталося близько 1 мільярда років тому під час зіткнення чорної діри з масою 6 сонячних мас і нейтронної зірки масою 1,5 сонячних мас. Виявлення цих подій є першим підтвердженням існування бінарних NSBH.
"Струс всесвіту дощенту стався внаслідок цих зіткнень, і ми помітили пульсації, що поширилися космосом", - повідомляє астрофізик з Австралійського національного університету (ANU), Сьюзан Скотт.
"Кожне зіткнення - це не просто зближення двох масивних і щільних об'єктів, це як гра Pac-Man, коли чорна діра поглинає свою супутницю - нейтронну зірку - цілком".
Існування таких бінарних систем передбачалося десятиліттями, але ніколи раніше не спостерігалося. Тепер, завдяки виявленню гравітаційних хвиль, що виникли під час зіткнень, ми знаємо, що такі пари дійсно існують, хоча багато питань залишаються без відповіді.
"Наразі ми спостерігаємо перші приклади злиття чорних дір із нейтронними зірками, що доводить їхнє існування", - зазначає гастроном Майя Фішбах із Північно-Західного університету.
"Однак ми все ще мало знаємо про нейтронні зірки і чорні діри - наскільки вони можуть бути маленькими або великими, як швидко вони обертаються, як вони утворюють пари для злиття".
"Майбутні дані про гравітаційні хвилі допоможуть нам отримати статистичні дані, щоб відповісти на ці питання і, в кінцевому підсумку, дізнатися, як утворюються найекстремальніші об'єкти в нашому Всесвіті".
