Астрономы сделали важное открытие, проанализировав данные из новейшего каталога гравитационно-волновых событий. Ученые окончательно подтвердили существование особого промежутка масс, в котором черные дыры практически не могут образоваться естественным путем из гибнущих звезд. Этот загадочный пробел, вызванный особыми процессами в недрах гигантских светил, лежит в строгих пределах от 50 до 130 масс нашего Солнца.
Причина возникновения такого феномена кроется в явлении парной нестабильности. Внутри очень массивных звезд углеродно-кислородное ядро разогревается настолько сильно, что частицы света начинают превращаться в пары других элементов. Из-за этого резко падает внутреннее давление, которое удерживает форму звезды, и она стремительно схлопывается внутрь себя. Последующий мощный взрыв кислорода полностью уничтожает космический объект, не оставляя после него никакого плотного остатка в виде черной дыры.
В своем исследовании ученые сосредоточили внимание на двойных системах, где взаимодействуют 2 разные черные дыры. Выяснилось, что этот разрыв масс особенно четко виден у более легких объектов в таких парах. Тяжелые черные дыры часто образуются в результате столкновения и слияния 2 более мелких предшественников. Такие объекты второго поколения могут попадать в запретный диапазон масс, нарушая общую картину. Зато легкие компаньоны, как правило, образуются напрямую из звезд, поэтому они строго подчиняются всем физическим правилам.
Для получения точных результатов астрономы изучили 153 столкновения черных дыр, зафиксированных специальными детекторами, пишет портал iXBT.com. При помощи сложных вычислений они установили точные границы этого запретного диапазона: нижний предел находится на уровне 44 масс Солнца, а верхний достигает примерно 116 масс. Кроме того, ученые заметили, что объекты тяжелее 45 масс Солнца вращаются гораздо быстрее, потому что получают дополнительную энергию вращения от своих слившихся прародителей.
Особый интерес у специалистов вызвали 2 необычные двойные системы. Одна из них стала самой массивной из когда-либо обнаруженных, ее общий вес достигает 265 масс Солнца, что помогло ученым точно определить верхнюю границу разрыва. Вторая система, которая долгое время считалась настоящей загадкой из-за своих странных размеров, теперь получила логичное объяснение: один ее объект находится выше запретной зоны, а второй — ниже. Эти уникальные данные помогут физикам лучше понять внутреннее устройство звезд и уточнить скорость расширения всей нашей Вселенной.
