Гравитационные волны от слияния черных дыр были впервые зарегистрированы в сентябре 2015 года1. Первое время каждое детектирование гравитационных волн было шумным событием, потом к ним привыкли. Нобелевская премия за открытие была присуждена очень быстро — в 2017 году. Осенью 2017-го эксперимент, в котором кроме американских детекторов LIGO участвовал итальянский VIRGO, был временно приостановлен для усовершенствования установок. Результат к моменту остановки — 11 событий, массы сливающихся объектов и оценка расстояний до них показаны на графике внизу. Одно из этих событий — слияние двух нейтронных звезд.
С тех пор на LIGO вдвое увеличили мощность лазерного луча, снизили квантовый шум, усовершенствовали часть зеркал. В результате подняли чувствительность на 40%. На VIRGO чувствительность подняли в два раза, правда, стартуя с более низкого уровня. С начала апреля 2019 года совместный сеанс возобновился. События, как и было обещано, пошли со средним темпом раз в неделю, и мало кто на них обращает внимание. А ведь это интересно — появляется реальная статистика.
Вот таблица гравитационно-волновых событий с датой регистрации, предварительной классификацией событий, оценкой расстояния и статистической значимости — с какой частотой такое событие может быть имитировано шумом.
|
Дата |
Событие |
Расстояние, Мпс |
Частота* |
Примечание |
|
07.07 |
BH + BH |
810±234 |
1 / 60000 |
|
|
07.06 |
BH + BH |
5725±1446 |
1 / 16 |
Очень далекое событие. |
|
07.01 |
BH + BH 93% |
1045 |
1 / 1,6 |
7% — сейсмика |
|
06.30 |
BH + BH 94% |
1059±300 |
1 / 2 × 105 |
5% — зазор масс |
|
06.02 |
BH + BH |
800±40 |
1 / 17 |
|
|
05.24 |
NS + NS 29% |
192±100 |
1 / 4,5 |
С вероятностью 71% — сейсмика |
|
05.21 |
BH + BH |
1130±279 |
1 / 100 |
|
|
05.21 |
BH + BH |
663±156 |
1 / 8,3 |
|
|
05.19 |
BH + BH |
3154±791 |
1 / 5,5 |
|
|
05.18 |
NS + NS 75% |
28±15 |
1 / 3 |
Сейсмика — 25% |
|
05.17 |
BH + BH |
2950±1038 |
1 / 13 |
|
|
05.13 |
BH + BH 94% |
1987±501 |
1 / 84000 |
1/84000 — зазор масс 5% |
|
05.12 |
BH + BH |
1388±322 |
1 / 16 |
|
|
05.10 |
NS + NS 42% |
270±100 |
1 / 3,6 |
58% — сейсмика |
|
05.03 |
BH + BH |
421±105 |
1 / 19 |
|
|
04.26 |
NS + NS 49% |
423±128 |
1 / 1,6 |
Зазор масс — 24%, BH + NS — 13%, сейсмика — 14% |
|
04.25 |
NS + NS |
155±45 |
1 / 70000 |
|
|
04.21 |
BH + BH |
2281±700 |
1 / 2 |
|
|
04.12 |
BH + BH |
812±194 |
1 / 2 × 1019 |
|
|
04.08 |
BH + BH |
1473±358 |
1 / 1010 |
|
* Частота случайной имитации подобного события шумом: раз в N лет.
Источник данных — gracedb.ligo.org/latest/. Там, где идентификация события не абсолютно надежна, проставлена оценка вероятности такой природы события. Оценка расстояния (мегапарсеки), видимо, дана в терминах «расстояния светимости» (luminosity distance): R2 ~ Labs/Lobs (при небольших красных смещениях эта величина совпадает с обычным расстоянием). Иначе трудно объяснить значение 5725 Мпс (07.06) — в световых годах это будет больше возраста Вселенной.
Итак, имеем еще 20 событий слияния компактных объектов. В основном черные дыры, но есть одно надежное событие слияния пары нейтронных звезд (25 апреля). Еще один 75-процентный кандидат, два 50-процентных кандидата и один 30-процентный кандидат в пары нейтронных звезд. Есть лишь небольшая вероятность, что некоторые из сливающихся объектов попадают в зазор масс между нейтронными звездами и черными дырами. Максимальная масса нейтронной звезды определяется пределом Оппенгеймера — Волкова (две с лишним Мʘ, точное значение не определено). Минимальная масса черной дыры 5–6 Мʘ, это следует из статистики наблюдаемых черных дыр.
К сожалению, оценки масс пока не опубликованы. Список событий пока «дышит» — интерпретация некоторых событий иногда пересматривается. Видимо, все данные будут опубликованы после детальной обработки в виде нового каталога событий. Ждем с нетерпением пополнения. Особенно интересно было бы посмотреть на оценку массы для события 07.06, видимо, там очень большие массы, иначе трудно было бы зарегистрировать событие с такого расстояния светимости.
Борис Штерн
1 См. trv-science.ru/2016/02/12/chto-uvideli-detektory-ligo/