Подтверждение теории разрыва масс
Исследователи, проанализировав данные четвертого каталога гравитационно-волновых событий (GWTC-4), официально подтвердили существование «разрыва» в распределении масс черных дыр. Это явление, известное как разрыв парной нестабильности, обусловлено уникальными процессами внутри эволюционирующих массивных звезд.
Что такое разрыв парной нестабильности?
Данный диапазон (от 50 до 130 масс Солнца) теоретически исключает возможность появления черных дыр путем классического звездного коллапса. Внутри массивных светил температура углеродно-кислородного ядра достигает критических значений, при которых фотоны трансформируются в электрон-позитронные пары. Это ведет к резкому падению давления излучения, коллапсу и последующему полному разрушению звезды из-за взрывного воспламенения кислорода.
Иерархическое происхождение объектов
Анализ показал, что вторичные компоненты двойных систем строго следуют правилам парной нестабильности, тогда как первичные компоненты часто выпадают из них. Это объясняется тем, что последние могут являться черными дырами второго поколения, возникшими в результате слияний (иерархическое происхождение). Такие объекты:
- Могут иметь массу 50–130 масс Солнца.
- Обладают более высоким спином, унаследованным от предшественников.
- Чаще формируются в плотных средах (шаровые скопления, диски активных ядер галактик).
Результаты анализа GWTC-4
Для исследования использовались данные о 153 слияниях от детекторов LIGO, Virgo и KAGRA. Применив иерархический байесовский анализ, ученые установили границы:
| Параметр | Значение |
| Нижняя граница | 44±5 масс Солнца |
| Верхняя граница | 116±10 масс Солнца |
Ключевые события: GW231123 и GW190521
Событие GW231123 с суммарной массой компонентов до 265 солнечных масс помогло уточнить верхнюю границу разрыва. Система GW190521, ранее вызывавшая споры из-за аномальной массы, теперь рассматривается как объект, состоящий из черных дыр по обе стороны от запрещенного диапазона. Полученные данные позволяют точнее оценивать скорость термоядерных реакций в звездах и уточнять космологические параметры, включая постоянную Хаббла.
