Детекторы гравитационных волн LIGO зарегистрировали еще одно (третье по счету) статистически значимое событие слияния черных дыр (есть еще одно маргинально значимое событие). Дата регистрации — 4 января 2017 года.
Вероятность случайной имитации подобного шума оценивается как раз в 70 000 лет, что в более привычных единицах выражается примерно как статистическая значимость 4,5 σ. Оценка масс слившихся черных дыр: 31,2 +8,4–1,6 и 19,4 +5,3–5,9 солнечной массы (на уровне достоверности 90%). То есть одна из черных дыр настолько массивна, что могла образоваться только из очень большой звезды с малой металличностью (металличность — специфический астрофизический термин, означающий обилие элементов тяжелее гелия). Это звезды первого поколения, образовавшиеся либо в молодой Вселенной, либо в галактиках с заторможенным темпом звездообразования. Современные звезды не могут быть столь большими из-за низкой теплопроводности — они сбрасывают лишнее вещество.
Еще один существенный факт: моменты вращения черных дыр не совпадали по направлению с орбитальным моментом. Оба факта (очень большая масса и разнобой моментов вращения) указывают на то, что система двух черных дыр образовалась динамически в плотном шаровом скоплении — каждая образовалась отдельно, затем они «утонули» в центр скопления и там объединились в гравитационно связанную систему. Другой сценарий — образование двойной черной дыры из двойной системы массивных звезд — менее вероятен, но не исключен.
Напомним, что в первом зарегистрированном событии тоже слились две очень тяжелые дыры массами около 30 солнечных. Это не значит, что именно тяжелые черные дыры сливаются чаще, чем более легкие. Просто в их пользу работает эффект селекции: амплитуда гравитационных волн растет с массой. Ограничение на темп слияния черных дыр во Вселенной сужается, но всё еще составляет фактор в несколько раз — мы видим только слияния самых тяжелых, а полный темп зависит от плохо оцениваемого распределения систем черных дыр по массе.
Будем надеяться, что средства массовой информации перестанут обращать внимание на каждое событие детектирования гравитационных волн и появится более-менее информативная статистика слияния черных дыр, а потом и нейтронных звезд.
Борис Штерн
Источник: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.221101
Статья в ТрВ-Наука, посвященная первому зарегистрированному всплеску: http://trv-science.ru/2016/02/12/chto-uvideli-detektory-ligo/