Дослідники задокументували найзначніше зіткнення чорних дір, яке коли-небудь спостерігалося, що ставить під сумнів сучасні теорії щодо формування цих небесних тіл. Результати дослідження були представлені 14 липня на конференції GR24 та 16-й конференції Едоардо Амальді, що відбулася в Глазго.

Подія, що отримала назву GW231123, була виявлена 23 листопада 2023 року гравітаційно-хвильовими обсерваторіями LIGO, Virgo та KAGRA (LVK), розташованими у Сполучених Штатах, Італії та Японії.

Ця подія пов’язана зі злиттям двох чорних дір, однієї з масою 100 сонячних мас, а іншої – 140 сонячних мас. Зіткнення призвело до утворення нової чорної діри з масою 225 сонячних мас. Різниця мас перетворилася на енергію, що призвело до гравітаційних хвиль, які досягли нашої планети.

Раніше найбільша чорна діра, виявлена в результаті злиття, мала масу 140 сонячних мас — сигнал GW190521, який був виявлений у 2021 році.

«Це найбільша подвійна система чорних дір, яку ми коли-небудь виявляли за допомогою гравітаційних хвиль. Вона ставить під сумнів сучасні теорії утворення чорних дір», – зазначив Марк Ханнам з Кардіффського університету.

Він також зазначив, що, згідно з традиційними моделями еволюції зірок, такі масивні утворення не можуть виникнути природним шляхом. Дослідники припускають, що чорні діри в цій системі, ймовірно, утворилися в результаті попередніх злиттів менших чорних дір.

Розрахунки команди показують, що швидкість обертання однієї з чорних дір у парі наближалася до меж, дозволених загальною теорією відносності.

«Це ускладнює моделювання та інтерпретацію сигналу, проте пропонує унікальну можливість удосконалити наші теоретичні основи», – заявив Чарлі Хой з Портсмутського університету.

З моменту першого відкриття гравітаційних хвиль у 2015 році, LIGO разом із колабораціями Virgo та KAGRA зафіксували понад 300 злиттів чорних дір, причому понад 200 відбулися лише протягом четвертої фази спостереження.

«Ця подія ставить під сумнів межі можливостей сучасної гравітаційно-хвильової астрономії», – зазначила Софі Біні з Каліфорнійського технологічного інституту.

Подальше вивчення сигналу триватиме кілька років, за даними LVK. Хоча найімовірнішим сценарієм залишається злиття чорних дір, для уточнення його нерегулярностей можуть знадобитися складніші моделі.

Нагадаємо, що дослідники вперше в історії зафіксували візуальний доказ подвійної детонації білого карлика — наднової типу Ia.

Источник