Астрофизики будут исследовать «зародыши» черных дыр по гравитационным волнам

Газ и звезды, созданные компьютерной симуляцией EAGLE. Фото: The EAGLE project/Stuart McAlpine

Ученые из Даремского университета в Великобритании показали, как определить массу, положение и возраст «зародышей» сверхмассивных черных дыр, породивших гравитационную волну. Для этого они предлагают комбинировать экспериментальные данные о гравитационных волнах с данными компьютерной симуляции Вселенной.

По словам ученых, основные характеристики гравитационных волн, их частота и амплитуда — «размах» интенсивности сигнала — могут рассказать о том, где и почему возникли первые черные дыры, а также о начальной массе «зародышей», из которых они выросли. На сегодняшний день земные детекторы позволяют получить эту информацию о черных дырах, масса которых составляет десятки масс Солнца, но почувствовать гравитационные волны от сверхмассивных черных дыр они не могут.

Чтобы понять, как «добыть» эти показатели из сигналов гравитационных волн, ученые объединили данные компьютерной симуляции Вселенной EAGLE и модель для расчета гравитационных волн.

В 2034 году планируется запуск eLISA (англ. evolved Laser Interferometer Space Antenna — улучшенная космическая антенна с лазерным интерферометром) — детектора гравитационных волн, которые порождает столкновение сверхмассивных черных дыр. eLISA будет состоять из трех спутников, вращающихся вокруг Солнца в форме равностороннего треугольника со стороной, равной миллиону километров. Это в 250 000 раз больше, чем плечо обоих земных детекторов LIGO, благодаря чему eLISA сможет уловить гравитационные волны на более низких частотах, порожденные столкновениями черных дыр в миллион раз тяжелее Солнца. По мнению исследователей, с помощью eLISA гравитационные волны от столкновения сверхмассивных черных дыр удастся регистрировать два раза каждый год.

Согласно современным представлениям, эти «зародыши» возникли в результате распада звезд первого поколения, столкновения небольших звезд в очень плотных скоплениях или коллапса сверхмассивных звезд. Авторы исследования отмечают, что, сочетая анализ гравитационных волн и компьютерные симуляции, можно будет изучать Вселенную значительно глубже.

Астрофизики из Института вычислительной космологии Даремского университета рассказали о своей работе 27 июня на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества.

О том, какие тайны Вселенный поможет раскрыть гравитационно-волновая астрономия, читайте в материале «Чердака».
Теги:

Читать еще на Чердаке: