Чорні діри найважчого маси утворюються не зірками, а шляхом об’єднання великих порожнин, виявили вчені

Новий погляд на походження наймасивніших чорних дір

Вчені, проаналізувавши 153 події злиття чорних дір, зафіксованих у каталозі GWTC‑4, прийшли до висновку, що об’єкти масою понад ~45 М⊙ не утворюються безпосередньо після загибелі зірок. Замість цього вони формуються в щільних скопленнях старих зірок, де вже існуючі чорні діри часто стикаються і об’єднуються.

Що саме досліджували
- Події: 153 зареєстровані злиття чорних дір, виявлені LIGO, Virgo та KAGRA.

- Мета: розкрити, як виникають найважчі об’єкти – одразу після колапсу надмасивної зорі чи через послідовність подальших злиттів.

Ключові висновки
1. Дві групи чорних дір

- *Малі маси* (до ~45 М⊙) – ймовірно, народжуються в результаті колапсу ядра надмасивної зорі під час вибуху суперкопнева.

- *Великі маси* (> 45 М⊙) – їх обертання і орієнтація свідчать про багатократні злиття всередині щільних скоплень.

2. Проблема «провалу мас»

Згідно теорії, зорі в певному діапазоні мас після загибелі не залишають чорну дыру: вибух повністю руйнує ядро. Нижня межа цього провалу розташована приблизно на 45 М⊙. Тому пряме утворення більш масивних чорних дір з однієї зорі малоймовірне.

3. Сценарій ланцюжка злиттів

- Після першого злиття маса збільшується, і в щільному скопленні ймовірність другого зіткнення зростає.

- Так формуються об’єкти масою понад 45 М⊙.

Що говорять експерти
- Ізобел Ромеро‑Шоу: «Чорні діри великої маси обертаються швидше, а їх осі орієнтації здаються випадковими – саме такий сигнал ми очікуємо від багатократних злиттів у скопленнях».

- Фабіо Антоніні (Кардіффський університет): «Тепер питання полягає не лише в тому, як утворюються ці об’єкти, а й чи коригують вони наші моделі зоряної еволюції».

Висновок
Результати підкреслюють важливість ролі щільних зоряних скоплень у створенні найважчих чорних дір, виявлених гравітаційними хвилями. Це відкриття ставить під сумнів традиційні уявлення про пряме утворення масивних чорних дір з окремих зірок і наголошує на необхідності врахування багатократних злиттів у моделях еволюції компактних об’єктів.