Ученые смогли объяснить «невозможное» слияние черных дыр

В 2023 году детекторы гравитационных волн зафиксировали следы столкновения на расстоянии семи миллиардов световых лет. Слились две черных дыры, но, проанализировав данные, ученые заметили, что это слияние нарушало законы физики, сообщает Science Alert. 

Черные дыры двигались гораздо быстрее, чем любые, наблюдаемые до этого. Более того, их массы находились в диапазоне, в котором черные дыры не должны были существовать.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Черная дыра выпустила самую мощную энергетическую вспышку в истории наблюдений

Когда массивные звезды достигают конца своей жизни, они взрываются сверхновыми, оставляя за собой черные дыры. Но звезды в диапазоне масс от 70 до 140 солнечных постигает иная судьба.

Они взрываются с такой силой, что не оставляют после себя ничего. Черные дыры не появляется, остается лишь пустое пространство.

Слияние, известное как GW231123, нарушило это фундаментальное правило. Массы обеих черных дыр входили в этот диапазон, они вращались на скорости света, увлекая за собой пространство-время как водовороты.

Оре Готлиб и его коллеги из Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон обнаружили то, что все остальные упустили из виду. Магнитные поля.

Ученые провели моделирование, отслеживая изменения звезды массой в 250 солнечных на протяжении всей ее жизни. К моменту, как ее существование добегает конца, ядерное горение уменьшает ее массу до примерно 150 солнечных. Когда она коллапсирует, образуется вращающийся диск из остатков звездного материала, пронизанный магнитными полями, с новорожденной черной дырой в центре.

И на этом этапе магнитные поля меняют все. Обычно вращающийся диск поставляет вещество в черную дыру, но сильные магнитные поля оказывают давление на этот диск, выбрасывая до половины массы звезды почти со скоростью света.

Это значительно уменьшает конечную массу черной дыры и влияет на скорость ее вращения. 

Моделирование показало, что более сильные магнитные поля создают более легкие и медленно вращающиеся черные дыры, в то время как более слабые - более тяжелые и быстро вращающиеся. Эта взаимосвязь предполагает, что черные дыры следуют закономерности, связывающей их массу и вращение, что открывает новый способ понять, как формируются эти гиганты.

Ранее ученые заявили о том, что первые галактики Вселенной представляли собой хаотичные скопления бурлящего газа. По словам исследователей, сгустки газа взбалтывались потокам межгалактического вещества, вспышками звездообразования и сверхмассивными черными дырами.