Семь миллиардов лет назад две огромные черные дыры объединились, чтобы стать одной. Последний будет иметь среднюю массу, «неуловимый» класс объектов.
LIGO (США) и VIRGO (Италия) — два крупнейших детектора гравитационных волн в мире. В сентябре 2015 года эти два инструмента обнаружили свою первую рябь в ткани пространства-времени: сигналы, генерируемые слиянием двух черных дыр на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от нас. С тех пор были обнаружены и другие союзы. В одних участвовали другие черные дыры, в других — нейтронные звезды.
Группа исследователей объявила сегодня, что они зарегистрировали самое массивное столкновение черных дыр, когда-либо обнаруженное с помощью гравитационных волн. Затем эти два объекта, имеющие массу 66 и 85 солнечных масс, образовали единую черную дыру, массивность которой равна массе 142 Солнца (во время слияния произошла потеря массы).
Вдобавок эти две черные дыры встретились примерно в семи миллиардах световых лет от Земли. Другими словами, волны, возникшие в результате их принудительного союза, прошли половину возраста вселенной, прежде чем наконец достигли нас.
Неуловимые черные дыры
Интересно, что последняя черная дыра также относится к классу черных дыр средней массы.
Во Вселенной действительно существуют различные типы черных дыр. С одной стороны, мы имеем объекты звездной массы (менее 100 солнечных масс), образовавшиеся в результате коллапса массивной звезды. А с другой стороны, «сверхмассивные», с массами, эквивалентными миллионам или миллиардам солнц. Между этими крайностями находятся более дискретные члены семейства черных дыр: те, которые имеют промежуточную массу.
Их особенно сложно найти. Для этого необходимо подождать, пока звезда пройдет слишком близко, чтобы ее потревожили. Черная дыра, снова активная, может испускать рентгеновские лучи, косвенным образом выявляя свое присутствие. Телескоп Хаббла недавно имел возможность идентифицировать один из этих объектов. Таким образом, это новое обнаружение, сделанное LIGO и VIRGO, подтверждает их существование.
Нестабильность пары
Наконец, последний пункт, более тяжелая из двух исходных черных дыр противоречит тому, что мы знаем об эволюции звезд. Последнее действительно попадает в так называемую «парную нестабильность».
«Основываясь на нашем понимании того, как звезды стареют и изменяются, мы могли бы ожидать найти черные дыры с массой менее 65 солнечных масс или более 135 масс Солнца, но ни одной между ними», — говорит Франк Ом, Институт гравитационной физики Макса Планка (AEI) в Ганновере.
Однако черная дыра с массой 85 солнечных масс, участвующая в этом слиянии, входит как раз в этот промежуток. Чтобы оправдать его присутствие, исследователи предполагают, что это может быть продукт предыдущих слияний с участием либо двух маленьких черных дыр, либо двух больших звезд.
Детали этой работы были опубликованы в и . Обратите внимание, что две обсерватории зарегистрировали 56 возможных гравитационно-волновых событий во время своего третьего рабочего цикла, с 1 апреля 2019 года по 27 марта 2020 года. Из этой выборки 52 другие все еще анализируются.