Зафіксовано наймасивніше злиття чорних дір у Всесвіті (відео)

17 липня 2025 р. 20:25

17 липня 2025 р. 20:25

Подія GW 231123 – злиття надмасивних чорних дір – ставить під сумнів класичні уявлення про межі їхнього формування.

Рекордне злиття: виклик традиційним моделям

23 листопада 2023 року інструменти LIGO, Virgo та KAGRA зафіксували наймасивніше злиття чорних дір в історії астрономії . Утворений об’єкт перевищує масу Сонця у 225 разів , що значно більше за попередній рекорд у 142 сонячні маси. «Це наймасивніша подвійна чорна діра, яку ми спостерігали за допомогою гравітаційних хвиль» , – зазначив астрофізик Марк Ханнам з Кардіффського університету.

Особливо вражає, що обидві чорні діри були масивнішими за межу, встановлену для зіркового колапсу. Це вказує на те, що вони могли бути результатом попередніх злиттів . Отже, ймовірно, ми спостерігаємо не початкове зіткнення, а “другу хвилю” – етап формування ще масивніших чорних дір у процесі каскадного злиття.

Фізичні межі і обертання

За сучасними моделями, зоря, маса якої перевищує певну межу (40–60 сонячних мас), не здатна залишити після себе чорну діру. Вона вибухає як наднова з парною нестабільністю, повністю знищуючи ядро. Водночас вже відомі приклади об’єктів, які перевищують ці межі: злиття з 66 і 85 сонячними масами, наприклад, дало початок чорній дірі масою в 142 Сонця.

«Чорні діри такої масивності заборонені стандартними моделями зоряної еволюції» , – підкреслює Ханнам. Особливість GW 231123 у тому, що обидві чорні діри мали високу швидкість обертання , наближену до гранично дозволеної. Це може свідчити про їхню попередню історію злиття, оскільки об’єкти, що проходять крізь злиття, набувають більшого моменту обертання.

Гравітаційні хвилі – джерело нових знань

З часу відкриття гравітаційних хвиль у 2015 році, астрономія зробила стрибок у вивченні невидимих, темних об’єктів. Інтерферометри фіксують десятки сигналів щороку , дозволяючи розраховувати масу, обертання і відстань до об’єктів. Але події на кшталт GW 231123 виділяються своєю складністю та науковим потенціалом .

«Маленькі чорні діри майже неможливо побачити без гравітаційних хвиль», – зазначають дослідники. Кожна така подія збагачує нашу теоретичну базу, даючи змогу перевіряти гіпотези про походження чорних дір, від зіркових до надмасивних, які ховаються в центрах галактик.

Можливі наслідки для теорій росту чорних дір

Подія GW 231123 може стати ключем до розуміння формування надмасивних чорних дір . Одне з найбільших питань сучасної астрофізики – як об’єкти, що виникають після смерті зірок, виростають до мільйонів або навіть мільярдів сонячних мас. Каскадні злиття – один із можливих механізмів.

Фізик Грегоріо Карулло з Бірмінгемського університету зазначає: «Знадобляться роки, щоб повністю розгадати цю складну схему сигналів» . І хоча найвірогіднішим поясненням залишається злиття чорних дір, «більш складні сценарії можуть стати ключем до розшифровки його несподіваних особливостей» .

Попереду – нові відкриття

Результати дослідження будуть представлені на двох провідних міжнародних конференціях з гравітаційної фізики. У центрі уваги – перегляд меж формування чорних дір та оновлення моделей зоряної еволюції. Подія GW 231123 не тільки розширює наші уявлення про гравітаційні катаклізми, а й ставить нові виклики фізиці надмасивних структур у Всесвіті.

Злиття чорних дір перетворюється з рідкісного космічного феномену на робочий інструмент для переписування астрофізичних теорій.

Наука