Черная дыра пожирает нейтронную звезду, и ученые впервые увидели ее

Обнаружение близкой пары нейтронной звезды и черной дыры как путем обнаружения электромагнитного излучения, так и гравитационных волн остается камнем преткновения для астрономов.

Ученых интересует не только взаимодействие объектов в такой системе, которое можно отслеживать по радиоимпульсам пульсара, но и в процессе их слияния. Свойства полученного компактного объекта еще более важны.

За последние четыре десятилетия в ходе электромагнитных наблюдений было обнаружено 19 двойных нейтронных звезд. В то же время гравитационно-волновые обсерватории LIGO и Virgo регистрируют в основном двойные сливающиеся черные дыры. Из всех только два события, зафиксированные в третьей наблюдательной кампании, были кандидатами на слияние пары нейтронной звезды и черной дыры.

В случае GW190426, вероятность ложной тревоги оказалась достаточно высокой, а в случае GW190814 расчетная масса кандидата в нейтронную звезду, равная 2,59 массы Солнца, оказалась слишком большой для такого объекта.

Астрономы наконец увидели слияние нейтронной звезды и черной дыры

Группа астрономов из коллабораций LIGO, Virgo и KAGRA во главе с Ричардом Эбботтом из Калифорнийского технологического института сообщила о двух случаях надежного обнаружения гравитационных волн в результате слияния нейтронной звезды и черной дыры.

GW200105 был обнаружен 5 января 2020 года одним из детекторов LIGO, а GW200115 был обнаружен 15 января 2020 года как детекторами LIGO, так и детектором Virgo.

Это позволило на порядок сузить область локализации источника на небе. Сигнал от GW200105 шел к Земле за 931 миллион лет, а от GW200115 — 978 миллионов лет.

Ученые пришли к выводу, что сценарий вспышки GW200105 с уровнем достоверности 90 процентов представляет собой слияние черной дыры с массой 8,9 солнечной массы и нейтронной звезды с массой 1,9 солнечной массы.

В случае GW200115 черная дыра имела массу 5,7 массы Солнца, а нейтронная звезда в 1,5 раза больше массы Солнца.

Исследователи отмечают, что результаты согласуются с теоретическими предсказаниями для событий слияния нейтронной звезды и черной дыры, а также свойств галактических нейтронных звезд и черных дыр. В то же время ожидается, что такие события происходят в среднем один раз в месяц на расстояниях до одного миллиарда световых лет от Солнца.