Как са се родили гравитационните вълни?

Черните дупки, породили първите в историята на човечеството гравитационни вълни, фиксирани от детектора LIGO през септември 2015 година, са се родили в кълбовиден куп звезди в далечна от нас галактика, съобщи МегаВселена, позовавайки се на статия на Astrophysical Journal Letters.

„Благодарение на данните, получени от LIGO, ние престанахме да бъдем теоретици фантазьори и сега можем да строим нашите теории, основани на реални наблюдения. В дадения случай двойката черни дупки е възникнала в резултат на работата на прости и добре изучени процеси, които се описват от обичайните закони на Нютон от лекциите по физика за първокурсници“, казва Фредерик Расио (Frederic Rasio) от Северозападния университет в Еванстън (САЩ).

Както разказват учените, откриването на гравитационните вълни през септември 2015 година и декември 2015 година, вместо очакваното гравитационно „ехо“ от сблъсъци на неутронни звезди, поставило пред учените въпроса: защо сливането на черни дупки се случва по-често, отколкото очаквали да видят физици и астрономи.

Расио и колегите му твърдят, че възможно са успели да открият обяснение на този феномен и едновременно да намерят предполагаемата „родина“ на черните дупки, породили септемврийския изблик GW150914, като моделирали поведението на звездите и компактните обекти в така наречените кълбовидни звездни купове.

Кълбовидните купове представляват тесни „семейства“ от няколко десетки или стотици хиляди звезди, съществуващи в периферията на  галактиките. Смята се, че повечето от тях са се образували в далечното минало, което се подкрепя от голямото количество червени джуджета и звездни „останки“ –  неутронни звезди и бели джуджета. Възрастта на най-древните от тях, ако се съди по отделни светила в тези купове, се приближава към времето на Големия взрив или дори го превишава.

Авторите на статията смятат, че високата „плътност на населението“ в такива купове и голямото количество възрастни звезди в тях ще допринася за формирането на двойки черни дупки. Такива двойки ще възникват по „естествен път“ – в резултат на гравитационни взаимодействия всички черни дупки, раждащи се в кълбовидните купове, постепенно ще „потъват“ в тях, движейки се към точката на максимална плътност – в центъра на звездните купове.

Екипът на Расио е проверил колко често ще възникват такива двойки, използвайки няколко десетки различни компютърни модела на типични звездни купове. Изчисленията установили, че двойките черни дупки в тях ще се образуват достатъчно често и LIGO ще вижда около 100 сблъсъка на черни дупки в звездни купове всяка година.

Подобна честота на сблъсъци съответства на това, което виждат учените, работещи с LIGO, и характерът на сливането на черни дупки в подобни двойки е подобен на протичането на събитието, което са наблюдавали физиците на 14 септември 2015 година. Според авторите на статията това дава основания да се смята, че почти всички двойки черни дупки се раждат в кълбовидни звездни купове, а не в резултат на „изгаряне“ на особено големи двойни звезди, както са смятали много астрономи.