Маленькие чёрные дыры могут красть вещество у собратьев-гигантов

Чёрные дыры звёздной массы могут расти, поглощая вещество из аккреционного диска своего сверхмассивного собрата. Именно этим можно объяснить необычно большую массу объектов, породивших известные всплески гравитационных волн. Такой вывод изложен в научной статье, опубликованной в издании Astrophysical Journal Letters группой во главе с Рональдом Таамом (Ronald Taam) из Института астрономии и астрофизики на Тайване.

На сегодняшний день зафиксировано шесть всплесков гравитационных волн. Такой всплеск происходит, когда два массивных объекта, обращающиеся вокруг общего центра масс (то есть составляющие двойную систему), сталкиваются друг с другом и сливаются в один. Одно из зафиксированных событий оказалось столкновением нейтронных звёзд, а остальные пять – слиянием чёрных дыр. При этом шесть из десяти участников последних "ДТП" были в 20 и более раз тяжелее Солнца.

Напомним, что чёрная дыра звёздной массы образуется, когда массивная звезда заканчивает свою жизнь во вспышке сверхновой. Но современные модели звёздной эволюции показывают, что при этом, как правило, получаются менее массивные чёрные дыры. Выдающиеся параметры тел, обнаруженных гравитационными телескопами, требуют объяснения.

Популярная среди специалистов версия гласит, что предшественниками этих чёрных дыр были звёзды с низким содержанием элементов тяжелее гелия. Такие светила испускают в пространство относительно небольшой поток звёздного ветра, поэтому мало "худеют" в процессе своей эволюции. "Сэкономленная" масса и делает остаток такой звезды необычно тяжёлым.

Группа Таама предложила другую версию. Астрономы обратили внимание на тот факт, что чёрные дыры звёздной массы под действием гравитации своих сверхмассивных собратьев должны скапливаться в их окрестностях.

Сверхмассивные чёрные дыры часто окружены аккреционным диском, то есть облаком постепенно падающего на них вещества. Если в такую среду попадает двойная чёрная дыра, компаньоны начинают оттягивать на себя часть этой материи. По расчётам авторов, чёрная дыра начальной массой в семь солнц может в таких условиях вырасти до двадцати солнц и более.

Версия исследователей имеет перед первой версией "преимущество". Согласно их модели, в процессе "поедания" вещества происходит перераспределение момента импульса, которое, во-первых, приближает неизбежный финал, а во-вторых, увеличивает интенсивность гравитационных волн при столкновении. Это объясняет, почему среди первых же обнаруженных человечеством сталкивающихся чёрных дыр оказалось так много тех, которым повезло оказаться рядом со сверхмассивными собратьями. Они быстрее приходят к столкновению и сильнее излучают в момент ДТП, поэтому их и проще зафиксировать.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, что чёрные дыры могут расти, многократно сливаясь друг с другом. Также мы говорили о том, как сверхмассивные чёрные дыры сталкивают друг с другом своих "звёздных" собратьев. А ещё мы рассказывали о слиянии рекордно лёгких чёрных дыр.