Гибель массивной вращающейся звезды может привести к мощному сотрясению космического пространства из-за гравитационных волн, которые станут доступны для регистрации приборами на Земле. Такое явление предсказали ученые Центра вычислительной астрофизики (CCA) Института Флэтайрон в Нью-Йорке, Колумбийского университета и Тель-Авивского университета, опубликовавшие результаты исследования в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Известно, что гравитационный коллапс быстро вращающихся звезд с массой более 15-20 солнечных приводит к формированию вращающейся черной дыры. Это сопровождается гигантским диском остаточного материала, который стремительно закручивается по спирали и падает на горизонт событий. Процесс поглощения, продолжающийся всего несколько минут, настолько масштабен, что искажает пространство-время вокруг себя, создавая мощные гравитационные волны.
Для изучения этого явления астрофизики разработали новые модели, учитывающие такие факторы, как магнитные поля и скорость охлаждения материала вокруг коллапсирующей звезды (коллапсара). Расчеты показали возможность обнаружения гравитационных волн от таких событий на расстоянии около 50 миллионов световых лет с помощью Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO).
Ранее считалось, что коллапс массивной звезды порождает хаотичный и слабый сигнал гравитационных волн, который теряется на фоне гравитационно-волнового шума Вселенной. Однако гравитационные волны от слияния нейтронных звезд или черных дыр очень четкие, поскольку оба объекта перед столкновением движутся на тесной орбите и согласованно искажают пространство-время вокруг себя.
Ожидается, что LIGO, а также будущие детекторы, такие как Cosmic Explorer и Einstein Telescope, могут фиксировать десятки таких событий ежегодно. Однако для определения того, какие именно сигналы следует искать, потребуется предварительное моделирование, охватывающее широкий диапазон звезд с различными массами и скоростями вращения.
Одной из альтернативных стратегий является поиск относительно близких к Земле коллапсаров, которые могут проявляться как сверхновые или гамма-всплески, и последующее поиск гравитационно-волновых сигналов, приходящихся из той же области неба.
Такие сигналы представляют собой ценный инструмент для астрономов, поскольку позволяют глубже понять внутреннюю структуру коллапсирующей звезды, ее превращение в черную дыру и свойства самих черных дыр.
Источник: https://lenta.ru/news/2024/08/26/space/
