Гравитационно-волновые детекторы засекли самое масштабное столкновение чёрных дыр в истории наблюдений

Астрономы сообщили о гравитационно-волновом событии GW 231123, которое буквально разрушает классическую теорию образования чёрных дыр. Детекторы обсерваторий LIGO, Virgo и KAGRA обнаружили эхо этого явления 23 ноября 2023 года. В результате слияния двух чёрных дыр гипотетической промежуточной массы возникла чёрная дыра массой свыше 225 масс Солнца — это стало рекордным по масштабам слиянием, открытым наземными детекторами.

Теория легко объясняет рождение чёрных дыр звёздной массы — они образуются в результате взрывов сверхновых в строго определённом диапазоне масс умирающих таким образом звёзд. Согласно моделям, предел у подобных явлений составляет 40–60 масс Солнца. Всё звёзды тяжелее этого потолка взрываются без остатка. Тем самым, условно говоря, звезда не может произвести чёрную дыру массой свыше 50 масс Солнца. Событие GW 231123, ошеломившее учёных, возникло в процессе слияния «невозможных» по массе чёрных дыр, каждая из которых в 100 или около того раз превышала массу Солнца.

Гравитационно-волновые обсерватории — американская LIGO и европейская Virgo — впервые засекли гравитационные волны в 2015 году. Позже к ним добавился японский детектор KAGRA. С момента начала исследований удалось зафиксировать около 300 событий, часть из которых возникла в процессе слияния чёрных дыр определённой массы. Предыдущий рекорд составил рождение чёрной дыры массой 142 солнечные, что произошло после слияния двух чёрных дыр массой 66 и 85 солнечных масс. Новое событие примерно в полтора раза превзошло предыдущий рекорд, что ещё сильнее озадачило учёных.

Впрочем, эта загадка может прояснить механизм роста чёрных дыр, который заключается в поглощении ими друг друга, а не только межзвёздного вещества. Этот механизм до конца не изучен, но на примере нового и последующих открытий со временем может обрести чёткие контуры. Например, при слиянии чёрные дыры образуют объект с ещё большей скоростью вращения. Анализируя скорость вращения одиночных чёрных дыр, можно восстановить шаги по слияниям, которые позволили объекту вырасти до определённых размеров. Но всё это будет позже по мере набора материала для исследований.