В «разрыве масс» обнаружен таинственный объект

Самые массивные во Вселенной звезды оставляют после своей гибели черные дыры, а менее массивные гиганты – нейтронные звезды. В течение десятилетий астрономов озадачивал разрыв между массами самой «тяжелой» из известных нейтронной звезды (не более 2,5 массы Солнца) и самой «легкой» черной дыры, масса которой составляет уже 5 солнечных.

Так существуют ли объекты с массой, попадающие в этот промежуток? В исследовании, проведенном с лазерным интерферометром LIGO и детектором Virgo, ученые объявили об обнаружении объекта массой, составляющей 2,6 массы нашего Солнца, который по праву занимает место в разрыве. Выводы ученых представлены в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Объект был найден 14 августа 2019 года в результате его слияния с черной дырой, в 23 раза превышающей Солнце по массе, что вызвало всплеск гравитационных волн.

«Подобные открытия – загадки, и они заставляют нас почесать голову. Наблюдали ли мы самую массивную нейтронную звезду или самую «легкую» черную дыру? Чтобы понять истинную природу этого объекта, потребуется больше наблюдений», – говорит Дэвид Рейтце, исполнительный директор лаборатории LIGO в Калифорнийском технологическом институте (США).

В «разрыве масс» обнаружен таинственный объект

Схематическое изображение объектов, которые могли участвовать в событии слияния GW190814. Credit: LIGO-Virgo/ Caltech

Описанное в исследовании космическое слияние GW190814 привело к увеличению черной дыры до 25 масс Солнца (часть массы была преобразована в энергетический взрыв в форме гравитационных волн). Новообразованная черная дыра находится на расстоянии 800 миллионов световых лет от Земли. Беспрецедентное соотношение масс в слившейся паре подогрело интерес астрофизиков к этому событию.

«Современным теоретическим моделям сложно создать объединяющиеся пары компактных объектов с таким большим массовым отношением, при котором партнер с малой массой находится в разрыве массы. Открытие подразумевает, что эти события происходят гораздо чаще, чем мы предсказывали», – сообщают авторы исследования.

Таинственный объект может быть нейтронной звездой. Однако, его масса превышает современные прогнозы для максимальной массы нейтронных звезд, и, таким образом, вместо этого он может оказаться самой «легкой» черной дырой, обнаруженной до настоящего времени.

В «разрыве масс» обнаружен таинственный объект

На изображении показаны массы черных дыр, обнаруженных с помощью электромагнитных наблюдений (фиолетовый); черных дыр, измеренных с помощью наблюдений гравитационных волн (синий); нейтронных звезд, измеренных с помощью электромагнитных наблюдений (желтый); нейтронных звезд, обнаруженных с помощью гравитационных волн (оранжевый). GW190814 выделен в середине графика как слияние черной дыры и загадочного объекта, в 2,6 раза превышающего массу Солнца. Credit: LIGO-Virgo/ Frank Elavsky & Aaron Geller (Northwestern)

Как исследователи узнают, был ли таинственный объект нейтронной звездой или черной дырой? Будущие наблюдения с помощью LIGO, Virgo и, возможно, других телескопов смогут уловить подобные события, которые помогут выявить, существуют ли другие объекты в разрыве массы.

«Стоит отметить, что разрыв в массе может на самом деле вообще не существовать, а быть лишь следствием ограничений наблюдательных возможностей. Мы обнаружили первый пример того, что может оказаться целой новой популяцией компактных бинарных объектов. По мере того, как детекторы становятся все более и более чувствительными, мы будем наблюдать еще больше подобных сигналов и сможем точно оценить популяции нейтронных звезд и черных дыр во Вселенной», – заключили исследователи.

Источник: in-space.ru