Астрономы впервые обнаружили черные дыры, поглощающие нейтронные звезды

В январе 2020 года астрофизикам при помощи детекторов удалось зафиксировать звук, похожий на чириканье, который раздавался из отдаленной части космоса. Мимолетный звук не был похож ни на один из тех, что они слышали раньше. Он был вызван сильной рябью в пространстве. Это спровоцировала гравитационная волна, распространившаяся по вселенной на расстояние более 900 миллионов световых лет. Затем, десять дней спустя, они услышали другой похожий звук. Детекторы Земли снова зафиксировали "чириканье" (гравитационные волны). После тщательного анализа выяснилось, что эти сигналы исходили из-за столкновения между черной дырой и нейтронной звездой.

Столкновения вселенского масштаба

Эти столкновения ученые подробно описали в новом исследовании, в котором приняли участие более 1000 ученых из компаний Ligo/Virgo и Kagra, занимающихся изучением гравитационных волн. Двум недавно описанным событиям присвоили названия GW200105 и GW200115 в честь дат, когда они были обнаружены.

До этого было известно, что черные дыры могут сталкиваться друг с другом, то же самое относится и к нейтронным звездам. Но то, что черные дыры сталкиваются с нейронными звездами, стало научным открытием.

За последние два года высказывались предположения о том, что, это возможно, так как такое столкновение уже происходило. Но тогда один из объектов показался немного необычным. Он был слишком велик, чтобы быть нейтронной звездой, и чересчур мал, чтобы оказаться черной дырой. А это значит, что можно утверждать, что GW200105 и GW200115 войдут в историю.

Странности черных дыр и нейтронных звезд

Это странные объекты. Они являются реликвиями мертвых звезд и образуются в конце их жизни. Размер этого небесного тела сообщает о том, как заканчивается его жизнь. Если оно маленькое, оно коллапсирует в невероятно плотную нейтронную звезду. Если большое, превращается в черную дыру. Оба они давно известны и хорошо изучены, правда, все еще таят в себе много загадок.

Невозможно заглянуть внутрь них. Это широко обсуждаемое свойство черных дыр. Они обладают настолько сильной гравитацией, что когда свет втягивается внутрь, он никогда не выходит обратно. Ученые также не знают, что происходит в сердце нейтронной звезды. Они подозревают, что внутри обоих объектов могут происходить какие-то странные процессы. Законы физики, похоже, перестают действовать внутри них.

Разновидность звездной палеонтологии

Наблюдение за объектами с помощью гравитационных волн - разновидность звездной палеонтологии. Оно может рассказать нам об эволюционной истории и окружающей среде, в которой эти объекты формируются.

"Чириканье" занимает центральное место в этом. Когда американская Ligo и итальянская Virgo обнаруживают такой симптом, они оглядываются назад во времени. В этом звуке содержится куча информации, которая может рассказать астрофизикам, насколько массивны сталкивающиеся объекты и как они вращаются.

Звездные танцы

GW200105 и GW200115 – это довольно скучные научные названия, которые сбивают с толку, поэтому ученые дали им альтернативные имена: Ленни и Карл.

Исследователи говорят, что Ленни является результатом столкновения нейтронной звезды, которая примерно в 1,9 раза массивнее Солнца, и черной дыры. Карл прошел через черную дыру, размер которой примерно в 6 раз превышает Солнце, при этом он слился с нейтронной звездой. Эти события случились почти миллиард лет назад далеко от Земли, а звук этого события только недавно дошел до нас.

Черная дыра, вероятно, способна разрывать нейтронную звезду. Этот процесс носит название приливного разрушения. Черная дыра отрывает материал от поверхности нейтронной звезды и крадет его, создавая диск из мусора вокруг горизонта событий.

В результате происходит электромагнитный сигнал. А измельченная нейтронная звезда представляет большой интерес для астрофизиков. Такого рода события могут открыть науке окно для понимания того, что происходит внутри них.