Высокочувствительные приборы для обнаружения гравитационных волн позволили ученым найти систему из двух черных дыр с раскачивающейся орбитой. Это явление было предсказано еще Альбертом Эйнштейном в начале XX века, но доказать его удалось только сейчас. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Если запустить детский волчок, можно заметить, что сначала он крутится строго в вертикальном положении. Однако со временем ось вращения начинает отклоняться и уже напоминает не вертикальную линию, а расширяющийся кверху конус. Сперва такое «покачивание» из стороны в сторону происходит нечасто — раз в несколько секунд, — но по мере того, как игрушка замедляется, оно начинает преобладать. Подобное движение называют прецессией, и оно характерно не только для детских игрушек, но и для некоторых небесных тел.
Исследователи из Кардиффского университета впервые обнаружили систему из двух черных дыр, орбиты вращения которых периодически меняют свое направление в пространстве. Ранее прецессию не удавалось зафиксировать у этих космических объектов, поскольку такой эффект очень слабый — его можно определить только по изменению гравитационных волн от космического объекта. При этом обнаружить сами гравитационные волны — также непростая задача, на решение которой у ученых ушли многие годы. Однако с 2015 года, когда впервые удалось выявить гравитационные волны при слиянии черных дыр, инструменты для анализа подобных сигналов совершенствуются. С помощью детекторов Advanced LIGO и Virgo в 2020 году была обнаружена система из двух черных дыр, находящихся в процессе слияния. Одна из них в сорок раз по массе превышает Солнце и считается самой быстро вращающейся черной дырой из известных. Дальнейшие наблюдения показали, что очень быстрое вращение привело к такому искажению пространства-времени, что орбита двойной системы оказалась нестабильной.
Прецессия у черных дыр была для ученых ожидаемым открытием, поскольку это явление следует из общей теории относительности Эйнштейна. Однако исследователям понадобилось более пяти лет и восьмидесяти наблюдений, чтобы доказать ее существование. Астрономы надеются обнаружить еще сотни сливающихся черных дыр, свойства которых помогут убедиться, что прецессия для них — не исключение, а правило.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
