Нейтронная звезда впервые на наших глазах столкнулась с черной дырой
Столкновения нейтронных звёзд с чёрными дырами — настолько редкие астрономические события, что о самой их возможности учёные рассуждали до сих пор лишь как о гипотезе, что подобное в принципе возможно. Гравитационные волны, недавно достигшие нашей планеты и зарегистрированные соответствующими детекторами, позволяют заключить: мы впервые стали свидетелями именно такой космической катастрофы. Причём чёрная дыра в этом дуэте внезапно оказалась совсем крошечной.
Столкновения звёзд происходят регулярно, планет — часто, чёрных дыр — время от времени, даже слияния галактик мы наблюдаем в реальном времени. А вот подобного катаклизма между чёрной дырой и другим сверхплотным телом — нейтронной звездой — пронаблюдать до сих пор не удавалось.
Прорыв стал возможен благодаря тому, что к середине 2010-х годов ученым удалось построить детекторы гравитационных волн, а затем «натренировать» их на обнаружение ряби от слияний чёрных дыр. Поэтому LIGO, Virgo и KAGRA оказались готовы к фиксации открытия, когда отголоски именно такого события достигли Земли.
Это произошло во время четвёртого сеанса наблюдений сети из трёх мощнейших гравитационно-волновых детекторов. Возмущения пространства-времени явно исходили от двух сравнительно небольших объектов — один из них своей массой всего на 20% превосходил Солнце, да и второй был не сильно крупнее. Они слились друг с другом примерно в 650 миллионах световых лет от Земли.
Тщательный анализ обстоятельств далёкого (и древнего) столкновения практически не оставил сомнений: первый из объектов являлся в момент своей гибели нейтронной звездой, а второй — чёрной дырой. Причём последняя оказалась даже более интересным объектом для изучения — из-за своих весьма экзотических характеристик.
Дело в том, что её масса — около 2,5-4,5 солнечных — идеально ложится в так называемый «массовый разрыв», обычно остающийся межу самыми тяжёлыми нейтронными звёздами и самыми лёгкими чёрными дырами. Открытие позволяет предположить, что на самом деле этот разрыв — лишь артефакт наших несовершенных наблюдений, а не космическая данность.
Как нельзя лучше с данным открытием согласуется другое, совершённое не так давно китайскими астрономами. Они совершили настоящий прорыв, вычислив верхний предел массы для невращающихся нейтронных звёзд. Это позволит надёжно разграничить их с чёрными дырами, и, возможно, окончательно закрыть в недалёком будущем пресловутый разрыв масс.
