Столкновение монстров: обнаружено слияние чёрных дыр рекордной массы

Детекторы гравитационных волн зафиксировали сигнал от столкновения рекордно массивных чёрных дыр. В результате образовалась чёрная дыра нового класса, который ещё никогда не наблюдался с помощью гравитационных волн. Вместе с тем открытие не только порадовало астрономов, но и не на шутку их озадачило. Специалисты пока не могут сказать, откуда взялись такие массивные участники "ДТП".

Подробности открытия, которое войдёт в историю астрономии, описаны в двух научных статьях, опубликованных в изданиях Physical Review Letters и Astrophysical Journal Letters.

Всплеск гравитационных волн GW190521 был зафиксирован 21 мая 2019 года обоими действующими детекторами: LIGO в США и VIRGO в Италии. Это был достаточно надёжный результат. Вероятность того, что подобный сигнал является ложной тревогой, случайным совпадением шумов, пренебрежительно мала: подобный казус мог бы произойти раз в 4900 лет.

Анализ данных показал, что гравитационные волны были порождены столкновением двух чёрных дыр. Оно произошло в 9–25 миллиардах световых лет от Земли. Таким образом, это один из самых далёких когда-либо зафиксированных источников гравитационных волн. Но событие примечательно не только и не столько этим.

Интереснее то, что одна из участниц "ДТП" имела массу 71–106 солнц, а другая – 48–83 солнца (эти оценки верны с вероятностью 90%). В результате слияния этих тел образовалась чёрная дыра массой 126–170 солнц, а остальная масса превратилась в энергию гравитационных волн.

Эти цифры уникальны сразу по нескольким причинам. Во-первых, все три чёрные дыры являются самыми массивными из когда-либо обнаруженных с помощью гравитационных волн. Во-вторых, "итоговый" объект массой 126–170 солнц является первой чёрной дырой промежуточной массы, обнаруженной этим методом.

Напомним, что чёрные дыры промежуточной массы слишком массивны, чтобы образоваться при взрыве сверхновой, но всё же не заслуживают звания сверхмассивных. Таких объектов известно чрезвычайно мало, и до сих пор они обнаруживались только по рентгеновскому излучению падающего на них вещества. Теперь же учёные получили первое независимое подтверждение существования объектов этого класса.

Но вместе с ожидаемым триумфом природа преподнесла астрономам очередной сюрприз.

"Обнаруженная нами система настолько причудлива, что нарушает ряд предыдущих предположений о том, как образуются чёрные дыры, – рассказывает Каран Джани (Karan Jani) из коллаборации LIGO. – Нам потребовалось больше года, чтобы подтвердить существование этих экзотических чёрных дыр, и мы очень рады поделиться этим открытием со всем миром".

Дело в том, что с вероятностью более 99% хотя бы одна из столкнувшихся чёрных дыр тяжелее 65 солнц. Это значит, что она не могла образоваться при взрыве сверхновой.

Откуда же она взялась? Неужели астрономы наблюдали столкновение чёрных дыр, как минимум одна из которых сама является продуктом такого же столкновения? Или это результат слияния звёзд? Ответа пока нет.

"Мы изучили все известные сценарии, которые могли бы привести к возникновению этой чёрной дыры, но пока не имеем окончательного объяснения", – признаётся Джани.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о слиянии очень лёгких чёрных дыр и о столкновении чёрных дыр, масса которых различалась в несколько раз.