Космический рекорд может быть отменен: ученые обнаружили, что гравитационная линза могла искусственно увеличить массу сливающихся черных дыр.
Сначала казалось, что астрономы обнаружили абсолютного тяжеловеса. Сигнал GW231123, зарегистрированный гравитационно-волновыми детекторами LIGO, Virgo и KAGRA в ноябре 2023 года, указывал на слияние двух черных дыр с общей массой от 190 до 265 солнечных масс. Это сделало событие самым «тяжелым» слиянием бинарных черных дыр среди известных на тот момент.
Однако рекорд оказался под сомнением. Новое исследование предполагает, что черные дыры могли быть значительно легче, а их гравитационные волны могли подвергнуться космическому увеличению на пути к Земле.
Гравитационная линза могла «раздуть» рекорд
Гравитационные волны — это рябь пространства-времени, возникающая, в частности, при слиянии черных дыр. Земные детекторы фиксируют эту рябь, а по форме сигнала ученые восстанавливают характеристики источника, включая его массу.
Но есть нюанс. Если по пути к Земле волна проходит рядом с массивным объектом, его гравитация искажает пространство-время и может усилить сигнал. В результате исследователям может показаться, что источник имел значительно большую массу, чем на самом деле.
Именно такой сценарий проверила группа ученых из Института Макса Планка, в состав которой вошли Срашти Гоял, Эктор Вильяррубия-Рохо и Мигель Сумалакарреги. Астрофизики предположили, что между GW231123 и Землей могла находиться гравитационная линза — крупная структура галактического масштаба, внутри которой размещался компактный объект, потенциально черная дыра промежуточной массы.
Расчеты показали интересный результат: вероятность случайного получения наблюдаемой картины оказалась менее 1%. Если интерпретировать сигнал с учетом гравитационного линзирования, суммарная масса слившихся черных дыр снижается до 100–180 солнечных масс.
Иными словами, космический «тяжеловес» может оказаться не таким уж тяжелым. Рекорд пока не выброшен в мусорную корзину, но рядом с ним стоит поставить звездочку.
Черные дыры вновь заставляют пересматривать правила
Событие GW231123 и без линзирования оказалось необычным. По первоначальной оценке, две черные дыры имели массы около 100 и 140 солнечных масс, а после слияния образовался объект примерно в 225 раз тяжелее Солнца. Такие характеристики плохо вписываются в стандартные сценарии формирования черных дыр после гибели звезд.
Однако мысль о гравитационной линзе на пути гравитационных волн не приходила в голову астрофизикам до сих пор.
Фото: hi-tech.mail.ru