Обсерватория LIGO указала на новую загадку самых неуловимых черных дыр
Черные дыры «промежуточной» массы постепенно перестают быть самыми неуловимыми объектами своего класса во Вселенной: детектор гравитационных волн LIGO смог зафиксировать несколько слияний, которые, судя по всему, относятся именно к этому типу космических чудовищ. Правда, это скорее создает новую астрофизическую загадку, чем убирает старую: как именно рождаются эти монструозные объекты?
Известные науке черные дыры делятся на три типа: сверхмассивные, звездной массы и так называемые «промежуточные» — в сотни раз тяжелее Солнца. Последние лишь недавно начали обнаруживаться по косвенным параметрам где-то в глубинах космоса. Но между ними и «обычными» черными дырами есть еще один «провал» — в диапазоне 50-120 солнечных масс. Проблема в их происхождении: данный диапазон охватывает объекты, слишком тяжелые, чтобы образоваться из звезды, и слишком легкие, чтобы появиться благодаря слиянию.
Дело в том, что сверхновые не могут быть тяжелее 50 масс Солнца — иначе они коллапсируют напрямую в черную дыру, без взрыва (не позволит чудовищная гравитация). Но существуют еще гиперновые звезды или коллапсары — гораздо более нестабильные и разрушительные, чья масса превышает 100-150 Солнц. И порожденные ими черные дыры должны быть лишь немногим легче. Но возможен ли сверхплотный объект, массивнее 50 и легче 100-120 солнечных масс? Авторы новейшего исследования с удивлением приходят к выводу, что возможен.
Они провели статистический анализ ряда недавних гравитационных возмущений, зафиксированных детекторами LIGO-Virgo, и попытались определить массы исходных объектов. Прежде чем производить расчеты, астрофизикам приходилось отсеивать шум — а это значит, что любые их выводы имеют под собой вероятностную природу. Но даже так оказалось, что из 11 событий как минимум 5 (с вероятностью свыше 75%) происходили с участием черной дыры «промежуточной массы» — от 50 до 120 Солнц.
И тут есть важный нюанс. Само по себе слияние небольших черных дыр — достаточно редкое явление. Для многих из них оно может произойти всего лишь раз за всю многомиллиардолетнюю историю Вселенной. Но если черная дыра находится в указанном диапазоне масс — значит, она переживала уже по меньшей мере одно слияние.
Другими словами, то, что сразу целый ряд «промежуточных» черных дыр на наших глазах переживет как минимум второе слияние в своей биографии, статистически крайне маловероятно. Значит, одно из двух: или такие объекты сталкиваются друг с другом гораздо чаще, чем всем казалось, или некий механизм формирования чудовищ данного диапазона масс все же существует. Оба этих варианта означают радикальный пересмотр многих господствующих теорий. Так же, как система WASP-132 заставила пересмотреть большинство представлений о горячих юпитерах.
