Слияние двух черных дыр чуть не сломало астрофизику: такого просто не могло произойти

Данные наблюдений показали, что в слиянии участвовали объекты, чья суммарная масса примерно в 225 раз превышала массу Солнца. Такие масштабы заставили астрономов всерьез усомниться в справедливости существующих теоретических моделей. Однако теперь у ученых появилась новая гипотеза, объясняющая это событие: оказывается, никакие известные физические законы при этом нарушены не были, пишет Gizmodo.

Гравитационные волны — это своего рода рябь в пространстве-времени, возникающая в результате катастрофических космических событий. Как оказалось, даже они могут подвергаться гравитационному линзированию. Это явление искажения сигнала, вызванное массивными объектами, расположенными между источником и Землей. Из-за этого объекты кажутся крупнее, чем они есть на самом деле. Если это так, то загадка GW231123 может объясняться просто: на самом деле масса объектов не была аномально высокой, а иллюзия огромных размеров возникла из-за эффекта линзирования.

“Если предположить, что сигнал GW231123 отклонился и исказился под воздействием компактного объекта массой от 190 до 850 солнечных масс (или протяженной структуры, такой как шаровое скопление), то наблюдаемые высокие значения массы становятся вполне объяснимыми”, - говорит соавтор исследования и научный сотрудник Института Альберта Эйнштейна в Германии Срашти Гоял.

Ученые называют слияние GW231123 “невозможным” из-за астрофизического понятия, известного как “разрыв масс, вызванный неустойчивостью рождения пар” (pair-instability gap). Когда в результате грандиозной гибели звезды образуется черная дыра, сочетание высокой скорости вращения звезды и потери ею массы приводит к тому, что масса получившейся черной дыры не может попадать в диапазон примерно от 70 до 140 масс Солнца. Однако было установлено, что масса двух черных дыр, породивших событие GW231123, превышает массу Солнца в 137 и 103 раза соответственно. Загадка заключалась в том, как такие черные дыры смогли сблизиться, не разорвав друг друга на части. Астрономы выдвигали различные гипотезы, но к единому мнению пока не пришли.

В своем заявлении исследователи сравнили это явление с ситуацией, когда звук виолончели, звучащий в низком регистре, можно ошибочно принять за звук контрабаса. Детекторы гравитационных волн, такие как LIGO, определяют массу и скорость вращения черной дыры на основе характеристик «звучания» сигнала, то есть его длины волны. Если учесть эти эффекты, то реальная масса черной дыры, образовавшейся в результате слияния GW231123, составила бы примерно 140 масс Солнца, а не 225. Обстоятельства ее рождения выглядели бы гораздо менее экстремальными и лучше согласовывались бы с известными моделями формирования черных дыр.

Другие новости науки

• В 3 раза больше нашей галактики: черная дыра выбрасывает энергию на 300 000 св. лет. Астрономы впервые обнаружили, что сверхмассивные черные дыры оказывают сильное влияние на космическую среду даже далеко за пределами их галактик.
• Что происходит, когда черная дыра в центре галактики "выключается": ученые увидели ответ. Астрономы обнаружили ранее неизвестную группу радиогалактик. Этот открытие позволяет расширить понимание эволюции этих астрономических объектов.