Волны пространства-времени объяснили слиянием черных дыр в гигантской звезде

Астрофизик Абрахам Леб из Гарвардского университета в США предположил, что зарегистрированные LIGO (Laser Interferometric Gravitational Observatory) гравитационные волны возникли в результате слияния двух черных дыр, находившихся внутри гигантской звезды. Результаты исследования автор опубликовал на сайте arXiv.org, а кратко о нем сообщает издание New Scientist.

Леб предложил свое объяснение наблюдаемым телескопом Fermi мощным гамма-всплескам, которые, предположительно, связанны с открытыми обсерваторией LIGO гравитационными волнами — возмущениями пространства-времени. По мнению ученого, зарегистрированный LIGO рентгеновский сигнал является слишком мощным для слияния исключительно двух черных дыр.

Как показал Леб, наблюдаемый сигнал можно получить от гигантской звезды, внутри которой расположена пара сливающихся черных дыр. После того, как два гравитационных объекта объединяются, окружающая их материя обрушится на черные дыры и произведет мощный выброс рентгеновского излучения. Объем светила при этом должен в сотни раз превышать солнечный.

Пара черных дыр в звезде может, по мнению Леба, возникнуть в результате ее быстрого вращения. В этом случае происходит деформация ядра светила — оно принимает гантелеобразную форму и распадается на две части, каждая из которых в дальнейшем (после прекращения термоядерных реакций в звезде) эволюционирует в самостоятельные черные дыры. Гипотеза Леба пока не получила экспериментально подтверждения.

Космическая обсерватория Fermi, располагающаяся на околоземной орбите, зафиксировала слабый гамма-сигнал спустя 0,4 секунды после того, как обсерватории LIGO обнаружили волны пространства-времени. Астрофизики, работающие на Fermi, приступили к поиску источника гравитационных волн в электромагнитных диапазонах через час после открытия LIGO.

В гравитационной обсерватории выяснили, что источник события GW150914, связанного с гравитационными волнами, расположен в южном полушарии. Там же, в созвездиях Кита или Рыб, телескоп Fermi обнаружил источник необычных гамма-лучей. Более точно определить его местоположение обсерватория не смогла. Данные Fermi не подтвердились телескопом INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory).

Природа сигнала, полученного Fermi, не объясняется излучением магнетаров, пульсаров или нейтронных звезд. Набранной космическим телескопом статистики недостаточно для заявления об открытии (существует вероятность, что сигнал порожден флуктуациями в атмосфере). Ученые продолжат сотрудничество с LIGO.

Гравитационные волны зарегистрированы 14 сентября 2015 года в 05:51 утра по летнему североамериканскому восточному времени (13:51 по московскому времени) на двух детекторах-близнецах лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO, расположенных в Ливингстоне (штат Луизиана) и Хэнфорде (штат Вашингтон) в США.

Возмущения порождены парой черных дыр (в 29 и 36 раз тяжелее Солнца) в последние доли секунды перед их слиянием в более массивный вращающийся гравитационный объект (в 62 раза тяжелее Солнца). Слияние черных дыр произошло 1,3 миллиарда лет назад (столько времени гравитационное возмущение распространялось до Земли).