Астрономы обнаруживают первое в истории столкновение черных дыр со странным расхождением массы

Чуть больше года назад, 12 апреля 2019 года, сотрудничество LIGO-Virgo обнаружило гравитационные волны, распространяющиеся в пространстве-времени от эпического столкновения двух черных дыр на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет.

Но, как теперь выяснили астрономы, фактическое столкновение GW 190412 было тем, чего мы никогда раньше не видели. Вместо двух примерно равных по массе черных дыр, в 20-40 раз превышающих массу Солнца, GW 190412 был получен из неравномерной двоичной системы.

Основываясь на анализе этих пульсирующих гравитационных волн, астрономы обнаружили, что одна из черных дыр наклонила чашу весов примерно до 29,7 солнечных масс, а другая была в три раза легче — всего 8,4 солнечных масс.

Это также черная дыра с наименьшей массой, обнаруженный на сегодняшний день — что чрезвычайно волнительно, потому что это означает, что их слияние дало более длинный сигнал, чем любое другое слияние черных дыр, — огромное количество данных для исследования.

«Ни одна из этих масс сама по себе не слишком удивительна. Мы знаем, что черные дыры бывают таких размеров. Новым является соотношение масс», — пояснил астроном Кристофер Берри из Северо-западного университета и LIGO Collaboration.

«Это наблюдение позволяет проверить наши прогнозы для гравитационно-волновых сигналов по-новому и является еще одной частью головоломки понимания того, как образуются двойные черные дыры».

Основываясь на необычном сигнале слияния, команда смогла также провести еще несколько измерений. Они смогли определить, что большая из черных дыр вращалась.

В GW 190412 это вращение казалось довольно быстрым, что может быть подсказкой о том, как появилась такая неравномерная двоичная система. Видите ли, существует несколько астрофизических моделей формирования двойных чёрных дыр, но большинство из них приводят к более или менее равным парам массы.

Наиболее очевидной является двойная звездная система, в которой каждая звезда коллапсирует в черную дыру. Тем не менее, считается, что они не могут создавать бинарные черные дыры с большими расхождениями в массе, исключая GW 190412.

Возможно, что черные дыры образовались по отдельности, а потом как-то сошлись, захватив друг друга на орбите. Но быстрое вращение большей черной дыры предполагает, что она могла слиться с другими черными дырами ранее, до GW 190412.

Вы можете прочитать полный текст на веб-сайте LIGO.

Источники: Фото: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Simulating eXtreme Spacetimes project