Детектори на гравитационни вълни засякоха най-мащабния сблъсък на черни дупки в историята

Детекторите на обсерваториите LIGO, Virgo и KAGRA са открили ехо от това явление на 23 ноември 2023 г. В резултат на сливането на две черни дупки с хипотетична междинна маса е възникнала черна дупка с маса над 225 слънчеви маси – това е рекордно по мащаби сливане, открито от наземни детектори.

Теорията лесно обяснява раждането на черни дупки със звездна маса – те се образуват в резултат на експлозии на свръхнови в строго определен диапазон от маси на умиращи по този начин звезди. Според моделите, лимитът за подобни явления е 40–60 слънчеви маси.

Всички звезди по-тежки от този таван експлодират без остатък. Казано условно, звезда не може да произведе черна дупка с маса над 50 слънчеви маси. Събитието GW 231123, което изуми учените, е възникнало в процеса на сливане на черни дупки с "невъзможни" маси, всяка от които е надвишавала масата на Слънцето около 100 пъти.

Гравитационно-вълновите обсерватории – американската LIGO и европейската Virgo – за първи път засякоха гравитационни вълни през 2015 г. По-късно към тях се присъедини и японският детектор KAGRA. От началото на изследванията са регистрирани около 300 събития, част от които са възникнали в резултат на сливане на черни дупки с определена маса.

Предишният рекорд беше раждането на черна дупка с маса 142 слънчеви маси, което се случи след сливането на две черни дупки с маси 66 и 85 слънчеви маси. Новото събитие надмина предишния рекорд приблизително с един и половина пъти, което допълнително озадачи учените.

Въпреки това, тази загадка може да изясни механизма на растеж на черните дупки, който се състои в поглъщането им една от друга, а не само на междузвездна материя. Този механизъм не е напълно изучен, но с примера на новото и последващите открития с времето може да придобие ясни очертания. Например, при сливане черните дупки образуват обект с още по-голяма скорост на въртене.

Анализирайки скоростта на въртене на единични черни дупки, може да се възстановят стъпките на сливания, които са позволили на обекта да нарасне до определени размери. Всичко това обаче ще стане възможно по-късно, с натрупването на повече данни за изследвания.