Предсказано гравитационное сотрясение космоса от погибающих звезд

Смерть массивной вращающейся звезды может вызвать сотрясение космического пространства с помощью гравитационных волн, которые можно зафиксировать средствами наблюдения на Земле. Это явление было предсказано учеными из Центра вычислительной астрофизики (CCA) Института Флэтайрон в Нью-Йорке, Колумбийского университета и Тель-Авивского университета, опубликовавшими результаты своего исследования в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Установлено, что гравитационный коллапс быстро вращающихся звезд, чья масса превышает солнечную в 15-20 раз, приводит к образованию вращающейся черной дыры. Черная дыра окружена огромным диском остаточного материала, который закручивается по спирали и падает на горизонт событий. Процесс поглощения материала черной дырой, который продолжается всего несколько минут, настолько велик, что изменяет пространство-время вокруг себя, порождая гравитационные волны.

Исследуя данный феномен, астрофизики применили новые модели, включающие такие переменные, как магнитные поля и темпы охлаждения материи вокруг звезды, находящейся в процессе коллапса (коллапсара). Вычисления продемонстрировали, что гравитационные волны, исходящие от подобных событий, могут быть зафиксированы на расстоянии приблизительно 50 миллионов световых лет с использованием Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO).

Раньше считалось, что коллапс массивной звезды генерирует множество различных гравитационных волн, и этот слабый и хаотичный сигнал теряется среди гравитационно-волнового шума Вселенной. В отличие от этого, гравитационные волны, возникающие при слиянии нейтронных звезд или черных дыр, очень четкие, так как обе эти структуры перед столкновением вращаются друг вокруг друга на тесной орбите, согласованно искажая пространство-время вокруг себя.

Предполагается, что LIGO, а также будущие детекторы, такие как Cosmic Explorer и Einstein Telescope, могли бы фиксировать десятки подобных событий ежегодно. Однако для того, чтобы определить, какие именно сигналы следует искать, потребуется предварительное моделирование, охватывающее широкий спектр звезд с разными массами и скоростями вращения.