«Пул» чорних дір може пояснити дивні аспекти злиття чорних дір у 2019 році

У 2019 році колаборація LIGO/VIRGO вловила сигнал гравітаційної хвилі від злиття чорної діри, що виявилося однією з книг рекордів. Отримав назву «GW190521», він був наймасовішим і найдальшим з усіх виявлених, виробляючи найенергійніший сигнал, виявлений на сьогоднішній день, з’являючись у даних як «гучніший», ніж звичайний «цвірок».

Крім того, нова чорна діра, що виникла в результаті злиття, була приблизно в 150 разів потужнішою за вагу нашого Сонця, що зробило GW190521 першим прямим спостереженням чорної діри середньої маси. Що ще дивніше, дві чорні діри, які злилися, були замкнені на еліптичній (не круговій) орбіті, а їх осі обертання були нахилені більше, ніж зазвичай, порівняно з цими орбітами.

Фізики не люблять нічого іншого, як представити інтригуючу головоломку, яка не відразу вписується в усталену теорію, і GW190521 дав їм саме це. Нове теоретичне моделювання припускає, що всі ці дивні аспекти можна пояснити наявністю однієї третьої чорної діри, яка б’є останній танець бінарної системи, щоб створити «безладний танець», згідно з новий папір Опубліковано в журналі Nature.

як ми є я згадував раніше21 травня 2019 року детектори колаборації вловили сигнальний сигнал бінарного злиття чорної діри: чотири короткі вібрації тривалістю менше десятої частки секунди. Чим коротший сигнал, тим масивніші чорні діри, які зливаються – в даному випадку 85 і 66 мас Сонця відповідно. Чорні діри злилися, щоб утворити нову чорну діру розміром понад 142 маси Сонця, випромінюючи еквівалент восьми сонячних мас у процесі – таким чином, детектори вловлювали сильний сигнал.

Що зробило цю подію настільки незвичайною, так це те, що вимірювання 142 мас Сонця знаходиться в середині того, що відомо як «розрив мас» чорних дір. Більшість цих об’єктів поділяються на дві групи: чорні діри зоряної маси (від кількох сонячних мас до десятків сонячних мас) і надмасивні чорні діри, наприклад ті, що знаходяться в середині нашого Чумацького Шляху (від сотень тисяч до мільярдів). сонячних мас). Перший викликаний загибеллю масивних зірок у надновій, що руйнується в її ядрі, а процес утворення останньої залишається загадкою.

Той факт, що предок чорної діри важив 85 сонячних мас, також є незвичайним, оскільки це суперечить поточним моделям зоряної еволюції. Типи зірок, які породжували б чорні діри від 65 до 135 мас Сонця, не виявилися б надновими, а отже, не стали б чорними дірами. Натомість ці зірки стануть нестабільними і втратять значну частину своєї маси. Тільки тоді вони стануть надновою, але в результаті вийде чорна діра з масою менше 65 сонячних.