Детекторы гравитационных волн заметили далекое слияние черной дыры с объектом промежуточной массы — тяжелее самых крупных нейтронных звезд, но и легче всех известных черных дыр.
©R. Hurt, MIT, LIGO, Caltech
Детекторы гравитационных волн LIGO и Virgo зарегистрировали новый сигнал, указывающий на далекое слияние черной дыры с… объектом неясной природы. До сих пор эти инструменты замечали слияния пар черных дыр или нейтронных звезд. Это наиболее плотные и массивные объекты во Вселенной: сближаясь и сталкиваясь, они создают «рябь» в пространстве-времени, которая и разбегается в стороны гравитационными волнами.
На сей раз определиться с природой слившейся пары GW190814 будет сложнее. Судя по размерам, один из объектов имеет массу около 23 масс Солнца и действительно является черной дырой. Но второй почти вдесятеро его легче. При массе 2,6 солнечных масс он оказывается слишком мал для черной дыры и слишком велик для нейтронной звезды. Об этом ученые сообщают в статье, опубликованной в Astrophysical Journal Letters.
Верхний предел для нейтронных звезд составляет 2,5 солнечных масс — расчеты показывают, что более тяжелые коллапсируют в черную дыру. С другой стороны, существовать черной дыре массой всего 2,6 солнечной ничто не мешает, хотя до сих пор самая миниатюрная из известных ученым черных дыр набирает около пяти солнечных масс. На это же указывают дальнейшие наблюдения — вернее, их отсутствие.
LIGO и Virgo заметили событие 14 августа 2019 года. Сразу же и традиционные телескопы стали отсматривать тот же участок неба, чтобы увидеть свечение GW190814 в других телескопах, но ничего не обнаружили. В такой «полной темноте» может происходить слияние черных дыр, хотя мы могли не заметить послесвечение и от нейтронной звезды: в конце концов, все происходило на дистанции около 800 миллионов световых лет. Наконец, слияние могло произойти чрезвычайно быстро, практически не произведя излучения.
Но все-таки, скорее всего, мы имеем дело с небольшой черной дырой. Такой сценарий вполне укладывается в существующие представления о природе этих объектов и не требует их пересмотра, как если бы GW190814 действительно оказался нейтронной звездой. Тем не менее слияние стало самым «асимметричным» из всех, какие до сих пор наблюдали ученые. Соотношение масс объектов составило 9:1 — тогда как максимум, который был зарегистрирован прежде, составлял 4:1 (для слияния пары черных дыр GW190412).
