Куда девался эксцентриситет?
Объясните, почему физики в анализе данных LIGO не стали учитывать эксцентриситет орбиты сливающихся черных дыр?
При сильно вытянутой орбите энергия теряется не равномерно, а как бы импульсами, в момент прохождения перицентра. Результат такого импульсного излучения — потеря скорости в этот момент. Тела снова разлетаются, но уже чуть медленнее. А это значит, что на следующем витке апоцентр уже лежит ближе, чем раньше. Перицентр почти не изменился, апоцентр — приблизился, следовательно, эксцентриситет уменьшился. И так происходит потихоньку круг за кругом, а точнее, эллипс за эллипсом. Конечно, потеря энергии происходит не строго рывками, она просто то усиливается, то ослабляется, но качественный результат будет такой же: пара сближается, ее траектория округляется, черные дыры словно «притираются» друг к другу. Так продолжается миллионы лет, и за это время любая осмысленная траектория успевает превратиться почти в идеальную окружность.
Учёные вычислили мощность, которая тратится на излучение гравитационных волн, и сравнили случаи эллиптической орбиты с большой полуосью a и эксцентриситетом e и круговой орбиты (то же значение a, только e = 0). Оказалось, что от эллиптической орбиты излучение идет куда более мощное, причем, чем ближе эксцентриситет к единице, тем больше усиление. Затем они сосчитали темп сближения (то есть среднюю по периоду скорость уменьшения большой полуоси −da/dt) и темп округления (скорость уменьшения эксцентриситета −de/dt). Оказалось, что одно связано с другим, и приближенно эта зависимость выглядит так:
a⋅e−12/19⋅(1−e2)≈const.
Излучая гравитационные волны, пара черных дыр теряет энергию. Для круговой орбиты, когда излучение идет равномерно, общий эффект простой: пара сближается и ее вращение ускоряется. Кинетическая энергия возрастает, потенциальная — уменьшается вдвое быстрее, поэтому полная энергия тоже становится все более и более отрицательной.
[Теоретически восстановленная форма гравитационно-волнового всплеска для события GW151226]
[Моделирование излучения гравитационных волн при слиянии двух черных дыр]
"После десятилетий поисков были напрямую зарегистрированы гравитационные волны. Более того, по форме всплеска, пойманного гравитационно-волновой обсерваторией LIGO, физики смогли узнать, что родились эти волны при слиянии двух черных дыр, и даже умудрились оценить их массы и вращение. По сути, в одной короткой статье физики сделали сразу два открытия нобелевского уровня: подтвердили предсказание Эйнштейна 1916 года и положили начало гравитационно-волновой астрономии. Подробный рассказ о тех открытиях читайте в наших новостях Гравитационные волны — открыты!
https://elementy.ru/novosti_nauki/432691/Gravitatsionnye_volny_otkryty
и LIGO поймала новые всплески гравитационных волн.
https://elementy.ru/novosti_nauki/432777/LIGO_poymala_novye_vspleski_gravitatsionnykh_voln
Сьвятыя угодники!
Сабж. Ну, естественно, натмалом радиусе ускорение больше, центробежное и центростремительная сила сравнима с ними как если бы эта звезда была у самого горизонта событий, оставаясь целой а не размазанной по орбите