Астрономи вперше виявили «заборонений» діапазон мас чорних дір, де вони практично не утворюються – нижня межа сягає 45 мас Сонця. Докази отримали завдяки гравітаційним хвилям від подвійних чорних дір. Відкриття проливає світло на долю масивних зір і хімічну еволюцію Всесвіту, повідомляє NNews із посиланням на Nature.
Що таке «заборонений» діапазон мас?
Теоретично, чорні діри не можуть мати будь-яку масу. Астрофізики давно передбачали, що від 50 до 130 мас Сонця формування чорної діри ускладнене. У гарячих ядрах масивних зір енергія світла перетворюється на пари електрон–позитрон. Це зменшує внутрішній тиск, зоря стискається та вибухає, залишаючи після себе лише хімічні елементи без чорної діри.
Як знайшли доказ?
Дослідники проаналізували дані LIGO–Virgo–KAGRA і каталог GWTC-4. Використовуючи статистичні методи, вони виділили проміжок мас, де чорні діри з’являються рідше. Результат: переконливі докази «забороненого» діапазону з нижньою межею близько 44–45 мас Сонця.
Чому це важливо?
Розрив помітний для менших чорних дір у парах, тоді як більші об’єкти формуються рівномірно. Об’єкти у «забороненому» діапазоні зазвичай утворюються через повторні злиття чорних дір і обертаються швидше, що підтверджують спостереження.
Вплив на науку та Всесвіт
Ці результати дозволяють уточнити ключові ядерні реакції в зорях – перетворення вуглецю на кисень, що формує хімічний склад Всесвіту. Тепер можна точніше прогнозувати, які елементи залишає після себе масивна зоря, і краще зрозуміти еволюцію чорних дір.
Цікавий факт
Подібні «заборонені» маси можна «обійти» тільки шляхом злиття двох або більше чорних дір – це означає, що надмасивні чорні діри часто народжуються не одразу, а після кількох космічних катастроф.
Висновок
Виявлення «забороненого» діапазону мас чорних дір підтверджує теоретичні моделі та дозволяє точніше прогнозувати еволюцію масивних зір. Це відкриває шлях до нових досліджень гравітаційних хвиль і хімічного складу Всесвіту.