В центре гравитационного ужаса — в Млечном Пути родилось нечто, противоречащее законам физики

На окраине нашей галактики произошло событие, способное переписать учебники по астрофизике. Исследователи зафиксировали рекордное слияние двух чёрных дыр — колоссальный космический катаклизм, в результате которого образовалась одна из самых массивных чёрных дыр, известных науке. Её масса примерно в 225 раз превышает солнечную — это почти вдвое больше предыдущего зафиксированного рекорда.

Гравитационный след слияния

Сигнал, полученный 23 ноября 2023 года, прошёл через чувствительные датчики гравитационных волн, установленные в обсерваториях LIGO (США), Virgo (Италия) и KAGRA (Япония). Эти устройства фиксируют едва уловимые искажения пространства-времени — гравитационные волны, предсказанные Эйнштейном и впервые обнаруженные лишь в 2015 году. С тех пор было зарегистрировано уже около 300 подобных событий.

"Чёрные дыры в GW231123, по-видимому, вращаются с высокой скоростью, и наши разные модели дают разные результаты", — отметил профессор физики Кардиффского университета Марк Ханнэм, один из участников коллаборации LVK.

По его словам, это означает, что ученые уверены в огромной массе чёрных дыр и не могут измерить их массы достаточно точно.

Призрак промежуточных масс

Наибольший интерес вызывает не только масштаб произошедшего, но и характеристики самих объектов. По предварительным оценкам, масса одной из чёрных дыр составляла около 100, а другой — около 140 масс Солнца. Это ставит их в категорию так называемых чёрных дыр промежуточной массы, существование которых долгое время оставалось под вопросом.

"Мы не ожидаем образования чёрных дыр с массой от 60 до 130 масс Солнца. В этом наблюдении чёрные дыры, по-видимому, находятся в этом диапазоне масс".", — пояснил Ханнэм.

Согласно современным теориям, столь массивные объекты не могут образоваться напрямую из звёздного коллапса. Обычно звезды, достигая определённого размера, взрываются как сверхновые, выбрасывая в космос большую часть своей массы. Именно поэтому подобные чёрные дыры долгое время считались маловероятными. Но теперь, с появлением новых данных, становится всё очевиднее: они могут формироваться в результате череды слияний более мелких чёрных дыр.

На пределе вычислений

Учёные предупреждают: для точной оценки параметров этих объектов потребуется более точное моделирование. Особенно сложно анализировать слияния, в которых участвующие чёрные дыры вращаются с высокой скоростью. В таких случаях уравнения Эйнштейна становятся крайне трудными для вычисления, и даже передовые компьютерные модели дают разные результаты.

Тем не менее, подобные события могут происходить чаще, чем считалось ранее. Только в рамках четвёртого этапа наблюдений (2023-2024 гг.) детекторы LIGO и Virgo зафиксировали более 200 слияний. Однако дальнейшие исследования могут оказаться под угрозой.

Угроза тишины

Проект LIGO, финансируемый Национальным научным фондом США, переживает трудные времена. Бюджетные сокращения, начавшиеся ещё при администрации Трампа, до сих пор сказываются на работе обсерваторий. По словам директора проекта Дэвида Рейтце, в случае отключения одного из детекторов дальнейшие открытия могут стать "практически невозможными".

Тем временем учёные готовятся представить результаты своих наблюдений на двух крупных международных конференциях, которые проходят с 14 по 18 июля в шотландском Глазго. Мир науки с нетерпением ожидает новых данных, которые могут приблизить нас к пониманию природы самых загадочных объектов во Вселенной.