Исследователи из Германии, предсказывают, что «чирикающий звук», который издают две черные дыры при слиянии, преимущественно возникает в двух универсальных частотных диапазонах, сообщает Хайдельбергский институт теоретических исследований (HITS). Выводы ученых представлены в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Когда две черные дыры звездной массы сливаются, они излучают гравитационные волны с возрастающей частотой. Такие сигналы можно «услышать» на Земле — их называют чирп-сигналами (от англ. chirp — «чириканье»). Наблюдая за эволюцией частоты, ученые могут вывести так называемую «чирп-массу», математическую комбинацию масс черных дыр.
До сих пор предполагалось, что сливающиеся черные дыры могут быть любой массы. Однако новые модели предполагают, что некоторые черные дыры имеют стандартную массу — поэтому ученые «слышат» от них универсальные сигналы. «Существование универсальных чирп-масс не только говорит нам о том, как образуются черные дыры», — говорит Фабиан Шнайдер, руководитель исследования в HITS. Также по чирп-массе можно определить, какие звезды взрываются сверхновыми. Кроме того, эта величина дает представление о механизме сверхновых и предоставляет ученым новый способ измерения ускоренного космологического расширения Вселенной.
С момента первого открытия сливающихся черных дыр стало очевидно, что существуют черные дыры с гораздо большей массой, чем обнаруженные в нашем Млечном Пути. Это прямое следствие того, что эти черные дыры произошли от звезд, рожденных с химическим составом, отличным от состава нашей галактики. Новое исследование теперь может показать, что, независимо от химического состава, звезды, которые в тесных двойных системах теряют оболочку, образуют черные дыры с массой больше 9 и меньше 16 солнечных, но почти ни одной промежуточной.
При слиянии черных дыр универсальные массы черных дыр примерно в 9 и 16 солнечных масс логически подразумевают универсальные чирп-массы, то есть универсальные «звуки». Тем не менее, количество наблюдаемых слияний черных дыр все еще довольно мало, поэтому пока не ясно, является ли этот сигнал в данных просто статистической случайностью или нет.
[Иллюстрация: DEBORAH FERGUSON, KARAN JANI, DEIRDRE SHOEMAKER, PABLO LAGUNA, GEORGIA TECH, MAYA COLLABORATION]