Объяснено происхождение «невозможных» сверхмассивных черных дыр
Кадр из компьютерной симуляции формирования и эволюции черной дыры. Автор: Орэ Готтлиб/Simons Foundation
Астрономы из Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон и их коллеги выяснили, как могли сформироваться и столкнуться две необычно массивные черные дыры, обнаруженные в 2023 году. Ключевым фактором, который ранее упускали из виду, оказались магнитные поля.
Столкновение GW231123, зафиксированное коллаборацией LIGO-Virgo-KAGRA, породило гравитационные волны от черных дыр массой около 70 и 140 солнечных масс. Их существование противоречило теории: звезды в этом диапазоне масс (70–140 солнечных) должны полностью уничтожаться в результате парно-неустойчивых сверхновых, не оставляя после себя черных дыр.
«Никто не рассматривал эти системы так, как мы; ранее астрономы просто пренебрегали магнитными полями», — говорит ведущий автор исследования Орэ Готтлиб.
Ученые провели двухэтапное компьютерное моделирование эволюции звезды массой в 250 раз больше Солнца. Вторая, более сложная симуляция, учитывающая магнитные поля, показала, что после коллапса быстро вращающейся звезды образуется аккреционный диск. Магнитные поля создают давление, выбрасывая часть вещества диска от черной дыры со скоростью, близкой к световой.
Инфографика, описывающая новое исследование. Автор: Люси Рединг-Икканда/Simons Foundation
Этот процесс может уменьшить массу конечной черной дыры на 50%, объясняя появление объектов в «запрещенном» диапазоне масс. Результаты также указывают на связь между массой черной дыры и скоростью ее вращения: сильные магнитные поля создают более легкие и медленно вращающиеся черные дыры, а слабые — более массивные и быстро вращающиеся.
Моделирование также предсказывает, что при формировании таких черных дыр возникают всплески гамма-излучения, которые в будущем могут быть обнаружены для подтверждения предложенного механизма.
0 комментариев