Раскрыты подробности древней космической катастрофы

Астрономы из Бирмингемского университета в Великобритании раскрыли обстоятельства катастрофического столкновения черных дыр, удаленных от Земли на расстояние 1-3 миллиарда световых лет. Ученые проанализировали данные, полученные при регистрации гравитационных волн, которые возникли в момент слияния. Оказалось, что вращавшиеся вокруг друг друга объекты не были похожи на те, что встречаются в Млечном пути. Посвященный этому материал опубликован в журнале Nature.

Двойные (бинарные) системы, такие как пара вращающихся вокруг друг друга черных дыр, характеризуются параметром, называемым эффективным спином. Он показывает, насколько ось вращения самих объектов ориентирована относительно плоскости орбиты, и принимает значения от минус одного до одного. Если направление собственного вращения черных дыр совпадает с направлением их орбитального вращения, то эффективный спин больше или равен нулю. В этом случае астрономы приходят к выводу, что объекты были рождены вместе. В противном случае одна черная дыра могла быть просто захвачена другой или оба объекта вращаются очень медленно.

В Млечном пути известные на настоящий момент системы, включающие черные дыры, обладают высоким эффективным спином. При этом оси даже изначально дезориентированных объектов обычно выравниваются из-за приливных сил и переноса вещества.

Ученые проанализировали данные, полученные лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией LIGO, на которой четыре раза были зарегистрированы возмущения пространства-времени. Исследователи определили эффективные спины для каждой пары черных дыр, катастрофическое слияние которых привело к возникновению гравитационных волн. Эти объекты удалены от Земли на расстояние 1-3 миллиардов световых лет.

Оказалось, что данный параметр принимает преимущественно низкие значения. При этом модели бинарных черных дыр, эффективные спины которых соответствовали наблюдаемым, не помогли точно объяснить такой результат. Хотя ученые склоняются к тому, что оси столкнувшихся объектов, скорее всего, являлись дезориентированными, возможно, что черные дыры вращались медленно.

По словам исследователей, на вращение и направление оси слившихся объектов могла повлиять ударная волна сверхновой, плотная межзвездная среды или другие процессы. В этом случае низкий эффективный спин мог сохраняться долгое время, пока черные дыры не столкнулись друг с другом.