Астрономы зафиксировали рекордное слияние чёрных дыр: что скрывается в пробеле массы?

Астрономы зафиксировали рекордное слияние чёрных дыр — событие, которое может подтвердить существование самого редкого и малоизученного типа объектов во Вселенной. В результате столкновения образовалась чёрная дыра в 225 солнечных масс — это почти вдвое больше предыдущего рекорда.

Сигнал был зафиксирован 23 ноября 2023 года детекторами гравитационных волн LIGO и Virgo. Событие, получившее обозначение GW231123, произошло на окраине Млечного Пути и сопровождалось мощными гравитационными волнами — рябью в пространстве-времени, которую впервые предсказал Эйнштейн и которая была обнаружена только в 2015 году.

Сейчас это направление активно развивается: за всё время было зафиксировано около 300 слияний, большинство — в последние годы.

Чёрные дыры нарушили правила

Больше всего учёных удивили массы двух объектов, участвовавших в слиянии — около 100 и 140 солнечных масс. Это попадает в так называемый "пробел в массе": диапазон, в котором чёрные дыры не должны существовать.

Согласно существующим теориям, звезды с такой массой должны взрываться и выбрасывать большую часть вещества, а не коллапсировать в чёрные дыры.

"Мы не ожидаем появления чёрных дыр в диапазоне от 60 до 130 солнечных масс. Но именно такие массы мы сейчас наблюдаем", — пояснил профессор физики Марк Ханнэм из Уэльса, один из участников исследования.

Всё усложняет вращение

Моделировать такие события — сложно. Особенно когда речь идёт о быстро вращающихся чёрных дырах. Разные модели дают разные данные, а вычисления по уравнениям Эйнштейна в таких условиях требуют очень высокой точности.

"Мы уверены, что чёрные дыры очень массивные, но точную массу пока определить трудно", — добавляет учёный.

Что ждёт науку дальше?

Чтобы точно разобраться в природе таких объектов, необходимы новые наблюдения и более точные модели. Помочь в этом может будущая космическая миссия LISA, которую поддерживает Европейское космическое агентство.

Однако дальнейшая работа может оказаться под угрозой. Один из детекторов LIGO рискует закрыться из-за сокращения финансирования. Если это произойдёт, подобные открытия станут большой редкостью.

Уточнения

Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий.