Голые дыры и злобные человечки

Главной темой июня в астрономии снова стали гравитационные волны. В начале появилась статья с уточнением данных по первому слиянию, об открытии которого было объявлено в феврале. Проведен улучшенный анализ получившейся черной дыры GW150914 с использованием полных моделей с вращением и прецессией. Как и было обещано, проведен более детальный анализ всплеска GW150914. Дело в том, что для оценки параметров события (и участвующих в нем тел) используются предварительно проведенные расчеты.

Было просчитано около 250 тыс. моделей слияния (так называемых шаблонов — для слияния нейтронных звезд и черных дыр, с разными массами, вращением и ориентацией осей вращения). Но, разумеется, все эти модели нельзя было просчитать с максимально доступной точностью — никаких суперкомпьютеров не хватит. Теперь же, когда примерно известны параметры слившихся черных дыр, можно было с помощью очень детальных (а потому долгих) расчетов изучить соответствующую область параметров.

В результате уточнены массы слившихся дыр, параметры их вращения и т.п. Массы дыр: 35 и 30 солнечных (неопределенность слегка уменьшилась). Спины черных дыр оцениваются как <0.65 (для более
тяжелой) и <0.75.

Впервые опубликована картинка (ее показывали на семинарах и конференциях и много обсуждали), на которой видно, что с большой вероятностью оси вращения черных дыр были существенно наклонены друг к другу (и к плоскости орбиты) перед слиянием. Это довольно необычно и заставляет задуматься об эволюции двойной системы до слияния. Однако авторы указывают, что неопределенность тут слишком велика (с другой стороны, это они в статье так осторожничают. В разговорах все указывают на то, что это серьезная вещь).

О том, что нового мы узнали благодаря первому всплеску, можно прочитать в статье Миллера «Выводы на основе гравитационно-волнового всплеска GW150914». Это неплохое введение в тему и подведение итогов первого гравитационно-волнового всплеска. Для проверки альтернативных теорий гравитации, в которых лишь гравволны заметно отличаются от предсказаний ОТО, это дало немного, а вот для скорости гравитации и существования черных дыр — уже больше.

Но главное — появилась статья о третьем слиянии (второе, зарегистрированное осенью, описано теперь более детально).

Объявлено еще об одной регистрации слияния черных дыр звездных масс. Это третий хороший сигнал — на этот раз две дыры массами 14 и 8 солнечных слились на расстоянии 1,4 млрд лет. Получилась дыра с массой 21 солнечная.

Одна солнечная масса солнца ушла в гравитационное излучение.

Событие наблюдалось 26 декабря 2015 года. В этот раз было обработано уже почти 49 дней чистого времени одновременных наблюдений на двух детекторах LIGO.

Экзопланеты

Найдена массивная транзитная планета с экстремально коротким периодом, раскручивающая свою звезду за счет приливного воздействия. Авторы рапортуют об открытии горячего юпитера, который настолько близок к своей звезде (орбитальный период 20 часов, а звезда имеет массу, равную солнечной), что между планетой и звездой существует мощное приливное взаимодействие.

Оно приводит к тому, что планета раскручивает звезду. Данная система позволяет уточнить отклик звезд на приливное воздействие, что крайне интересно.

Пять транзитных планет у звезды девятой величины. По результатам наблюдений на телескопе Кеплер (программа К2) авторы обнаружили систему из пяти планет у близкой (100 парсек) звезды класса F. Планеты все разные («юпитер», «субнептуны», «нептун» и «субсатурн»). Близость звезды будет способствовать детальному изучению планет в будущем. Кроме того, предполагается, что по измерениям лучевых скоростей удастся вскоре определить массы всех планет.

Голые дыры

В июне появились и новые интересные результаты по сверхмассивным черным дырам —

статья о «почти голой сверхмассивной черной дыре».

Авторы обнаружили активную сверхмассивную черную дыру в сильно ободранной галактике. Она находится вблизи массивной галактики в центре скопления, которая, очевидно, и повлияла своим приливом на галактику с черной дырой. Галактика слишком маленькая и легкая для своей черной дыры, что и позволяет авторам говорить о «почти голой сверхмассивной черной дыре».

Видно, что астрономы работают весьма эффективно, однако при этом они продолжают думать, как сделать свою работу еще более эффективной: вышла очень интересная статья, посвященная тому, когда, как и почему надо апгрейдить инструментальную базу крупных телескопов.

Научный выход телескопа последние годы зависит не только от его размера. Сами телескопы работают десятилетиями, а вот инструменты на них устаревают быстрее — лет за десять. Автор тщательно анализирует все это на примере телескопов обсерватории Кека и показывает, что вовремя проведенный апгрейд существенно увеличивает научный выход за относительно небольшие деньги.

Существенно, что цена инструментов сильно растет (настолько, что опережает финансирование науки, что приводит к уменьшению возможностей создания новых инструментов). Поэтому более дешевый апгрейд особенно актуален.

Наконец, в июне появилось несколько интересных обзоров, один из них — «Климат молодого Марса». Собственно, это обзор по нашему современному пониманию климата Марса в далеком прошлом. Разнообразные исследования показали,

что молодой Марс был гораздо более привлекательным миром, чем сейчас.

Но климат — сложная штука. Мы с земным-то разобраться не можем. Поэтому много обсуждаются и всякие нерешенные проблемы.

Обзор «Теория большого взрыва: создание, эволюция и состояние» — большой, охватывающий многие разделы космологии. Хорошо рассмотрены основы, нуклеосинтез, генерация и рост возмущений. Простое изложение сочетается с детально-формульным. Последнее недостаточно подготовленные читатели могут пропускать — на мой взгляд, все равно будет понятно.

«Предел на массу гравитона». Недавняя регистрация гравитационных волн позволила установить лучший предел на массу гравитона. Но, кроме этого прямого предела, есть косвенные пределы, плюс есть масса разных теорий. Все это суммировано в обзоре, включая весьма экзотические варианты.

Могучие человечки

В заключение нельзя не упомянуть довольно курьезную работу, точнее, работу с курьезной мотивацией. Как выглядело наше небо сейчас и в прошлом, поиск исчезнувших звезд и невозможных эффектов как свидетельств деятельности развитых внеземных цивилизаций. Такие работы кажутся странными. На мой взгляд, оправдывает их только то, что они могут давать побочные астрофизические результаты. Или иначе, собственно, и надо проводить подобные астрофизические исследования, побочным результатом которых может быть что-то про SETI.

Другими словами: ищут человечков, человечищ, глыбищ, звучащих не только гордо, но и на всю Вселенную.

Авторы используют пару больших каталогов, чтобы искать «пропавшие» звезды и даже (sic!) галактики. Исчезнувшие, ясное дело, из-за человечков-человечищ. Не забыты, правда, и столь же возможные естественные эффекты вроде «звезда провалилась в червоточину».

В общем, те, кто думает, что астрономы архиконсервативны, — отдыхают. Статья принята в едва ли не самый уважаемый у астрономов-наблюдателей журнал.