RW Space

В 2023 году детекторы гравитационных волн зафиксировали следы столкновения на расстоянии 7 миллиардов световых лет. Две черные дыры слились во взрыве искривленного пространства-времени, но когда астрономы проанализировали данные, они обнаружили нечто, нарушающее правила физики.

Черные дыры вращались быстрее, чем все наблюдавшиеся ранее, и попадали в диапазон масс, в котором черные дыры просто не должны существовать.

Когда массивные звезды достигают конца своей жизни, многие из них коллапсируют и взрываются как сверхновые, оставляя после себя черные дыры. Но звезды в определенном диапазоне масс, примерно от 70 до 140 масс Солнца, постигают другую судьбу.

По теме: Обнаружен целый рой черных дыр, движущихся через Млечный Путь

Они подвергаются парной нестабильности сверхновых, взрывам настолько сильным, что звезда полностью уничтожается, не оставляя после себя абсолютно ничего. Никакого остатка. Никакой черной дыры. Просто пустое пространство.

Столкновение, известное как GW231123, нарушило это фундаментальное правило. Обе черные дыры имели массу, которая помещала их прямо в эту запретную зону, и они вращались почти со скоростью света, затягивая вокруг себя пространство-время, словно водовороты.

Предыдущие теории предполагали, что это могут быть черные дыры второго поколения, образовавшиеся в результате более ранних слияний, но этот процесс обычно нарушает вращение.

Обнаружение столкновения двух таких массивных, быстро вращающихся черных дыр казалось маловероятным.

Ор Готлиб и его коллеги из Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон обнаружили то, что все остальные упустили из виду, а именно магнитные поля.

Предыдущие моделировали коротким путем, игнорируя роль магнетизма в хаотических последствиях взрыва сверхновой. Это упущение оказалось критическим. Команда провела компьютерное моделирование наблюдения за гигантской звездой, масса которой в 250 раз превышает массу Солнца, на протяжении всего ее жизненного цикла.

К тому времени, когда такая звезда достигает своего взрывного конца, ядерное горение уменьшило ее массу примерно до 150 солнечных масс, что чуть выше запретной зоны. Когда он коллапсирует, он образует вращающийся диск из остатков звездного материала, пропитанный магнитными полями, с новорожденной черной дырой в центре.

Здесь магнитные поля меняют все.

Вращающийся диск обычно подает материал в черную дыру, но сильные магнитные поля оказывают давление на этот диск, выбрасывая до половины массы звезды со скоростью, близкой к световой.

Это резко уменьшает конечную массу черной дыры, толкая ее в предположительно запрещенную массу, одновременно влияя на ее вращение. Скорость.

Моделирование показало, что более сильные магнитные поля создают более легкие и медленно вращающиеся черные дыры, в то время как более слабые поля позволяют создавать более тяжелые и быстро вращающиеся. Эта связь предполагает, что черные дыры следуют закономерности, связывающей их массы и вращения вместе, предлагая новый способ понять, как формируются эти звездные гиганты.

Работа также предсказывает, что такие образования должны производить наблюдаемые гамма-всплески, предлагая способ проверить эти идеи и выяснить, насколько распространены эти «невозможные» черные дыры на самом деле.

Эта статья была первоначально опубликована в журнале Universe Today. Прочтите оригинал статьи.