В 2023 году детекторы гравитационных волн зафиксировали сигнал столкновения, произошедшего в 7 миллиардах световых лет от Земли. Две черные дыры слились, но данные удивили ученых: объекты нарушали известные правила физики.
Астрономы обнаружили, что эти черные дыры вращались быстрее, чем любые ранее известные, и имели массу, которая не должна была бы существовать.
Когда массивные звезды завершают жизнь, они взрываются как сверхновые и оставляют после себя черные дыры. Но есть диапазон масс — примерно от 70 до 140 масс Солнца — в котором такие звезды должны полностью уничтожаться. Это называется паровой неустойчивостью (pair-instability supernova). После такого взрыва не остается ничего: «Никаких остатков. Ни одной черной дыры. Просто пустота».
Именно поэтому столкновение, названное GW231123, поразило исследователей: обе черные дыры имели массу из этой «запретной зоны» и вращались почти со скоростью света, закручивая вокруг себя пространство, как водоворот.
Ранее считали, что такие черные дыры могли быть «вторым поколением» — продуктом предыдущих слияний. Но после таких процессов их вращение обычно нарушается,
поэтому найти сразу две столь массивные и быстрые черные дыры вместе казалось почти невозможным.
Читайте также:
Превратила в спагетти. Hubble зафиксировал, как странствующая черная дыра разорвала звезду на куски — фото Команда Оре Готлиеба из Центра астрофизики Института Флетайрона обнаружила, что в предыдущих моделях был важный пробел — не учитывали магнитные поля.
Исследователи создали компьютерные симуляции жизни гигантской звезды массой в 250 солнечных. К моменту взрыва ее масса уменьшается до примерно 150 солнечных — чуть выше «запретного» диапазона. Когда звезда разрушается, внутри формируется черная дыра, окруженная диском из остатков звездного вещества, пронизанным магнитными полями.
Именно здесь магнитные поля начинают менять развитие событий.
Обычно диск «кормит» черную дыру веществом. Но сильные магнитные поля создают давление и выталкивают наружу до половины всей массы звезды — почти со скоростью света.
Из-за этого черная дыра становится легче, а ее вращение меняется. Так она может попасть в «запретную зону» масс, не нарушая законов физики.
Читайте также:
Двигатели Вселенной. Исследователи раскрыли одну из самых интригующих загадок черных дыр Симуляции выявили закономерность:
- более сильные магнитные поля создают более легкие и медленные черные дыры;
- более слабые — более массивные и быстрые.
Исследователи также предполагают, что такие процессы должны сопровождаться гамма-вспышками. Если их зафиксируют в будущем, это поможет проверить новую теорию и выяснить, насколько часто образуются такие необычные черные дыры.
Читайте также:
Уничтожение гигантской звезды. Астрономы зафиксировали самую яркую вспышку черной дыры во Вселенной
