Дж. Самсинг / Институт Нильса Бора
В 2019 году коллаборация LIGO/VIRGO зафиксировала сигнал гравитационной волны от слияния черных дыр, который попал в книгу рекордов. Названный «GW190521», он был самым массивным и самым далеким из когда-либо обнаруженных, и он давал самый мощный сигнал, обнаруженный до сих пор, проявляющийся в данных скорее как «взрыв», чем как обычное «щебетание».
Кроме того, новая черная дыра, возникшая в результате слияния, была примерно в 150 раз тяжелее нашего Солнца, что делает GW190521 первым прямым наблюдением черной дыры промежуточной массы. Что еще более странно, две слившиеся черные дыры были заперты на эллиптической (а не круговой) орбите, и их оси вращения были наклонены гораздо больше, чем обычно, по сравнению с этими орбитами.
Физики больше всего на свете любят, когда им представляют интригующую загадку, которая сразу не кажется увязывающейся с устоявшейся теорией, и GW190521 дал им именно это. Согласно новой статье, опубликованной в журнале Nature, новые теоретические модели предполагают, что все эти причудливые аспекты могут быть объяснены наличием третьей одиночной черной дыры, которая вмешивается в финальный танец бинарной системы, создавая «хаотическое танго».
Как мы сообщали ранее, 21 мая 2019 года детекторы коллаборации зафиксировали контрольный сигнал слияния бинарных черных дыр: четыре коротких колебания продолжительностью менее одной десятой секунды. Чем короче сигнал, тем массивнее сливаются черные дыры — в данном случае 85 и 66 масс Солнца соответственно. Черные дыры слились, образовав новую, еще более крупную черную дыру массой около 142 масс Солнца, излучив при этом энергетический эквивалент восьми масс Солнца — отсюда и мощный сигнал, уловленный детекторами.
Что сделало это событие таким необычным, так это то, что измерение 142 масс Солнца попадает прямо в середину так называемого «массового разрыва» для черных дыр. Большинство таких объектов можно разделить на две группы: черные дыры звездной массы (от нескольких солнечных масс до десятков солнечных масс) и сверхмассивные черные дыры, подобные той, что находится в центре нашей галактики Млечный Путь (от сотен тысяч до миллиардов масс). солнечных масс). Первые являются результатом гибели массивных звезд в результате взрыва сверхновой с коллапсом ядра, в то время как процесс формирования последних остается чем-то вроде загадки.
ЛИГО/Калифорнийский технологический институт/MIT/R. Больно (IPAC)
Тот факт, что одна из черных дыр-прародителей весит 85 солнечных масс, также весьма необычен, поскольку это противоречит современным моделям звездной эволюции. Звезды, которые породили бы черные дыры с массой от 65 до 135 масс Солнца, не стали бы сверхновыми и, следовательно, не превратились бы в черные дыры. Скорее, такие звезды станут нестабильными и потеряют значительную часть своей массы. Только тогда они станут сверхновыми, но в результате получится черная дыра с массой менее 65 солнечных.
