Астрономы нашли загадочный объект в «разрыве массы»
Когда самые массивные звезды умирают, они разрушаются под действием собственной гравитации и коллапсируют в черные дыры
Когда самые массивные звезды умирают, они разрушаются под действием собственной гравитации и коллапсируют в черные дыры; когда несколько менее массивные звезды умирают, они взрываются в сверхновой и оставляют после себя очень плотные, мертвые остатки звезд, называемые нейтронными звездами.
В течение десятилетий астрономы были озадачены разрывом, который лежит между нейтронными звездами и черными дырами: самая тяжелая известная нейтронная звезда не более чем в 2,5 раза превышает массу нашего Солнца, а самая легкая из известных черных дыр составляет около пяти солнечных масс.
Остается вопрос: лежит ли что-нибудь в этом так называемом разрыве массы?
Теперь, в новом исследовании, проведенном детекторами LIGO и Virgo, ученые объявили об обнаружении загадочного объекта с 2,6 солнечными массами, который разместился в указанном промежутке масс.
Объект был найден 14 августа 2019 года, когда он слился с черной дырой с массой в 23 массы Солнца, что вызвало всплеск гравитационных волн, обнаруженных на Земле.
«Мы ждали десятилетия, чтобы разгадать эту загадку», — говорит соавтор работы Вики Калогера, профессор Северо-Западного университета.
«Мы не знаем, является ли этот объект самой тяжелой из известных нейтронных звезд или самой легкой из известных черных дыр, но в любом случае он побивает рекорд».
Открытие изменит то, как ученые говорят о нейтронных звездах и черных дырах. Разрыв в массе может на самом деле вообще не существовать, но может появляться из-за ограничений в наблюдательных способностях.
Космическое слияние, описанное в исследовании, событие, получившее название GW190814, привело к появлению черной дыры, примерно в 25 раз больше Солнца (часть слитой массы была преобразована во взрыв энергии в форме гравитационных волн).
GW190814 выделен в середине графика как слияние черной дыры и загадочного объекта, в 2,6 раза превышающего массу Солнца. © LIGO-Virgo/ Frank Elavsky & Aaron Geller (Northwestern)
Недавно образованная черная дыра находится на расстоянии около 800 миллионов световых лет от Земли.
До слияния двух объектов их массы различались в 9 раз, что делает событие самым экстремальным соотношением масс, известным для гравитационно-волнового события.
Другое недавно зарегистрированное событие, названное GW190412, произошло между двумя черными дырами с массовым отношением около 4: 1.
R. Abbott et al. GW190814: Gravitational Waves from the Coalescence of a 23 Solar Mass Black Hole with a 2.6 Solar Mass Compact Object, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/2041-8213/ab960f