Редкие черные дыры «второго поколения» снова доказывают правоту Эйнштейна
Неожиданное открытие было сделано благодаря анализу гравитационных волн — ряби в ткани пространства-времени, которую улавливают детекторы международной коллаборации LIGO-Virgo-KAGRA. В октябре и ноябре 2024 года ученые зарегистрировали два необычных слияния черных дыр с интервалом всего в месяц. Первое событие, получившее обозначение GW241011, произошло 11 октября на расстоянии 700 миллионов световых лет от Земли. В нем участвовали черные дыры массой 6 и 20 солнечных масс. Второе слияние, GW241110, случилось 10 ноября в 2,4 миллиарда световых лет от нас — там столкнулись объекты массой 8 и 17 солнечных масс.
Что делает эти события особенными? В обоих случаях более крупная черная дыра была почти вдвое массивнее своего партнера и вращалась с невероятной скоростью. В первом событии зафиксирована одна из самых быстро вращающихся черных дыр из когда-либо обнаруженных. А во втором случае ученые впервые наблюдали черную дыру, вращающуюся в направлении, противоположном ее орбитальному движению.
Ученые предположили, что более крупная черная дыра в каждом из этих слияний является продуктом слияния черных дыр в прошлом. «Изученные нами события предоставляют убедительные доказательства того, что эти черные дыры сформировались в результате предыдущих слияний черных дыр», — отмечает профессор Кардиффского университета Стивен Фэрхерст, представитель коллаборации LIGO.
Такие «иерархические слияния» могут происходить в плотных звездных скоплениях, где черные дыры часто сближаются друг с другом. После первого слияния образуется более массивная черная дыра с характерным быстрым вращением. Если она затем встречает другую черную дыру, происходит слияние второго поколения — именно это, по мнению ученых, и наблюдалось в октябре и ноябре.
«Это одно из самых захватывающих открытий на данный момент. Эти события являются убедительным доказательством существования во Вселенной очень плотных, активных областей, где мертвые звезды постоянно сталкиваются друг с другом», — говорит астрофизик Университета Британской Колумбии Джесс Макайвер.
Изученные астрономами слияния в очередной раз подтвердили законы физики, сформулированные Альбертом Эйнштейном более века назад. В гравитационно-волновом сигнале от первого события ученые даже уловили своеобразный «гул» — явление, похожее на обертоны музыкальных инструментов, возникающее из-за большой разницы в массах сливающихся объектов. Эти детали точно соответствуют теоретическим расчетам, основанным на общей теории относительности.
Ранее ученые наблюдали настоящую космическую драму: черная дыра порвала на части звезду.
