Ученые нашли диапазон масс, в котором черных дыр почти нет: куда они делись
Астрономы, работающие с данными гравитационно-волновых детекторов LIGO, Virgo и KAGRA, обнаружили странность в распределении масс черных дыр. Объекты тяжелее 45 масс Солнца встречаются заметно реже, чем ожидалось. Исследователи считают, что этот провал может быть следом одного из самых разрушительных процессов в звездной астрофизике — сверхновых парной нестабильности.
Ученые проанализировали массы черных дыр, которые удалось определить по сигналам гравитационных волн от их слияний. Таких наблюдений уже накопилось достаточно, чтобы искать в них не только отдельные случаи, но и общие закономерности. И в ней обнаружился пробел: в определенном диапазоне масс черных дыр почти нет.
Это может быть связано с тем, как умирают самые массивные звезды. Обычно в конце жизни звезда уже не может удерживать собственное вещество, ее ядро коллапсирует, и после взрыва остается черная дыра. Но у части особенно массивных звезд финал может быть другим.
При очень высоких температурах внутри такой звезды излучение начинает превращаться в пары частиц и античастиц — электроны и позитроны. Из-за этого падает давление, которое раньше поддерживало звезду изнутри. Она начинает сжиматься, но вместо спокойного коллапса получает резкий термоядерный разгон. Возникает сверхновая парной нестабильности — взрыв такой силы, что звезда уничтожает сама себя полностью. Если звезды определенного диапазона масс полностью разрушаются и не оставляют после себя остатка, то и черные дыры таких масс должны встречаться редко.
При этом несколько черных дыр все же попадают в этот «запретный» диапазон. Это означает, что они могли появиться не напрямую из звезд, а уже позже — например, в результате слияния более мелких черных дыр. В таком случае объект добирает массу уже после рождения.
Чем частицы отличаются от античастиц, откуда берется антиматерия и что это вообще такое — рассказывали здесь.
На обложке иллюстрация DigitalVision Vectors/Getty Images
Самое популярное
