Звёзды с большой массой заканчивают своё существование, формируя вокруг себя обширные, раскалённые и нестабильные облака плазмы. Эти облака генерируют гравитационные волны, и, согласно моделям, их потенциально можно зафиксировать с помощью существующих на Земле детекторов.
В последнее время астрономам удалось разработать методы регистрации гравитационных волн — искажений пространства-времени, возникающих вследствие движения массивных объектов. На текущий момент удаётся фиксировать такие деформации, относящиеся к наиболее интенсивным источникам — слияниями черных дыр и нейтронных звезд. Однако ученые нашли новый перспективный вариант — огромные, турбулентные коконы вещества, которое выбрасывают, погибая, массивные звезды. Доклад об этом прозвучал на проходящей в эти дни 242-й встрече Американское астрономическое общество (AAS): краткий обзор деятельности рассказывается в пресс-релизе Северо-Западного университета.
По мере приближения к концу своего жизненного цикла, самые крупные звезды схлопываются, формируя черную дыру. При этом внешние слои вещества выбрасываются в окружающее пространство. Материя, устремляющаяся к центру, испытывает значительное ускорение и нагревается. Ее часть может быть выброшена наружу, формируя джеты, релятивистские струи, также известные как джеты, представляют собой узкие потоки плазмы, которые разгоняются до скоростей, близких к скорости света. Эти струи проникают в окружающую материю, вызывая её нагрев, расширение и деформацию, что приводит к формированию асимметричной структуры. В ней возникают мощные турбулентные потоки. Все эти перемещения массы генерируют гравитационные волны.
Моделирование процесса и связанных с ним гравитационных волн провели Оре Готтлиб и его соавторы. Согласно результатам исследования, частоты этих колебаний находятся в диапазоне, который может быть зафиксирован существующими детекторами, например LIGO. Эти колебания значительно менее мощные и стабильные по сравнению с возмущениями, возникающими при слиянии черных дыр или гравитационных волн. Кроме того, излучение происходит с различных частот из разных областей кокона материи, окружающего угасающую звезду, что усложняет поиск сигнала. Однако, такая возможность вполне реальна в ближайшем будущем.
«LIGO до настоящего времени регистрировал гравитационные волны, исходящие от двойных систем, однако в будущем он сможет обнаруживать их и от других источников. По мнению Ора Готтлиб, коконы являются одним из наиболее перспективных объектов для подобных поисков.