Астрофизики впервые с высокой точностью измерили квадрупольный момент вращающегося компактного объекта, проверив, является ли он чёрной дырой. Исследователи из Бирмингемского университета, института Perimeter и других организаций проанализировали сигнал GW241011, зарегистрированный детекторами LIGO Hanford и Virgo в октябре 2024 года. Данные о слиянии объектов массами около 19,6 и 5,9 массы Солнца показали, что более массивный из них согласуется с чёрной дырой Керра. Об этом пишет сайт Phys.org.
Метод основан на измерении квадрупольного момента, который описывает, как вращение деформирует массу относительно идеальной сферы. Высокая асимметрия масс и сигнал с отношением сигнал/шум около 36 позволили провести измерения с беспрецедентной точностью, сообщил соавтор работы Н. В. Кришненду. Это позволило исключить, что первичный объект является вращающейся бозонной звездой с кваргиновым самовзаимодействием.
По словам соавтора Тамары Евстафьевой, «спин-индуцированный квадрупольный момент оставляет характерный отпечаток на гравитационных волнах, зависящий от внутренней структуры объекта». Теорию для исследования разработали ещё в 2017 году, но возможность проверить её на практике появилась лишь сейчас благодаря данным GW241011. Допустимыми остаются экзотические объекты с компактностью около 0,24 и выше.
В будущем увеличение чувствительности детекторов, как ожидается, позволит ставить более жёсткие ограничения. В пятом сеансе наблюдений с улучшением приёмников планируется к 2029 году, а ещё более чувствительные инструменты, включая космическую обсерваторию LISA, могут открыть новые виды компактной материи, отметил соавтор Адитья Виджайкумар. Данные результаты касаются только одного объекта, но стимулируют изучение популяций в дальнейшем.