Загадка слияния массивных черных дыр: ее объясняют двойные звезды с избыточным контактом

Загадка слияния массивных черных дыр

В 2015 году астрофизиками обсерватории гравитационных волн Advanced Laser Interferometer впервые наблюдались гравитационные волны, образовавшиеся в процессе слияния двух черных дыр. Обнаруженному сигналу дали название GW150914. Он не только подтвердил существование черных дыр, двойных системах черных дыр звездных масс, но и доказал, что они могут сливаться во Вселенной.

После того случая ученые не раз наблюдали аналогичные процессы в космосе. Это помогло им установить, что черные дыры, связанные с системами, имеют массы, превышающие солнечную, в 20 и более раз.


У астрономов возник вопрос- как они образовались? Один из вариантов ответа кроется в химически однородной эволюции. Быстрое вращение приводит звезду в движение, в результате ее внутренняя часть становится однородной, сливаются все слои за исключением ядра. Она становится горячей, но не расширяется по мере старения, как это происходит с обычной звездой. Химически однородная модель начинается с пары массивных звезд, расположенных поблизости.

Они начинают ускоряющееся вращение друг вокруг друга. Расстояние между ними уменьшается, замыкается приливом в двойную систему и в итоге они коллапсируют в массивные черные дыры, которые также находятся на близком расстоянии друг от друга.

Это позволяет им закручиваться по спирали и сливаться. Такое предположение впервые дает возможность изучать эволюцию обычных изолированных двойных звезд и химически однородную эволюцию.


Научный подход помогает сделать прогнозы в обнаружении гравитационных волн, их скорости и каналов слияния. Эту модель астрономы назвали совместной и возможной для классического и изолированного каналов эволюции двойных звезд и двойных систем в истории звездообразования.

Ссылка: «Химически однородная эволюция: подход к быстрому популяционному синтезу» Джеффа Райли, Ильи Манделя, Пабло Марчанта, Эллен Батлер, Кайлы Натаниэль, Коенраада Нейссела, Спенсера Шортта и Алехандро Винья-Гомеса, 29 сентября 2020 г., Астрофизика> Солнечная и звездная астрофизика. arXiv: 2010.00002