Источником гравитационных волн LIGO назвали первичные черные дыры

Специалисты из гравитационно-волновой обсерватории LIGO предположили, что черные дыры, сигнал слияния которых был зарегистрирован 14 сентября, могли быть первичными черными дырами, которые, по одной из версий, составляют темную материю Вселенной. Статья ученых опубликована на сайте arXiv.org.

Первичные черные дыры представляют собой гипотетический класс черных дыр, которые образовались сразу после Большого взрыва. Другими словами, они появились не в результате гравитационного коллапса крупной звезды, а в сверхплотной материи в момент начального расширения Вселенной. По мнению космологов, темная материя может быть как раз представлена большим количеством первичных черных дыр — эта идея была предложена Стивеном Хокингом в 1973 году.

В своей работе исследователи предположили, что сигнал, полученный детекторами aLIGO был произведен слиянием как раз таких первичных дыр. Основной аргумент в пользу этой версии, это их массы — 29 и 36 масс Солнца соответственно. Для первичных черных дыр существуют оценки, согласно которым их диапазон должен быть от 

 до 

масс Солнца. В то же время для черных дыр звездной природы наблюдающиеся массы очень велики и, фактически, беспрецедентны.

Авторы новой работы вычислили, как часто подобные объекты могут объединяться в двойные системы и, в конечном итоге, сливаться. Эти расчеты совпали с примерными оценками коллаборации LIGO — около 2-53 событий в одном кубическом гигапарсеке в год. «Это правдоподобный аргумент, который на данный момент не может быть [подтвержден или] опровергнут», — замечает Питер Месарош (Peter Meszaros), астрофизик из университета штата Пенсильвания.

Получить более точную информацию о природе черных дыр можно будет с введением в строй новых детекторов. Так, будущий детектор гравитационных волн Телескоп Эйнштейна, сможет улавливать сигналы, возникающие при сближении черных дыр до непосредственного столкновения. В то время как «астрофизические» черные дыры должны двигаться друг к другу по круговой орбите, орбиты первичных черных дыр, по мнению исследователей, должны быть эллиптическими. Эти отличия должны позволить определить класс объектов.
Первичные черные дыры являются наиболее тяжелыми кандидатами на роль «частиц» темной материи. Ранее космологами высказывалось предположение, что темную материю могут составлять первичные черные дыры с массами от 10¹⁴ кг до 10²³ килограмм ( масса Солнца составляет около (1,98892 ± 0,00025)·10³⁰ килограмм). Чёрные дыры с такими массами включают объекты как достаточно мелкие, чтобы они могли сохраниться до настоящего времени, и при этом достаточно большие, чтобы объяснить наблюдаемый эффект гравитационных линз.
Кристина Уласович