Чёрные дыры, которых не должно было быть
В 2023 году астрономы обнаружили нечто, что не должно было существовать. Две чёрные дыры на расстоянии 7 миллиардов световых лет столкнулись и слились в одну. Это было похоже на то, как если бы вы нашли в небе снежинку, которая, согласно законам физики, не может быть там ни при каких обстоятельствах. Событие получило название GW231123 и озадачило лучших астрофизиков планеты. Их расчеты говорили: таких объектов не существует. Но Вселенная преподнесла им сюрприз, который заставил пересмотреть всё, что они знали о формировании чёрных дыр. Теперь учёные наконец поняли, что они упускали из виду.
Почему некоторые чёрные дыры должны были исчезнуть
Чтобы понять, почему это открытие было сенсационным, нужно знать о так называемом "массовом зазоре". Это звучит сложно, но суть проста. Когда огромная звезда умирает, она взрывается. Но этот взрыв особый. Если звезда находится в определённом диапазоне масс (примерно от 70 до 140 масс нашего Солнца), взрыв становится настолько мощным, что полностью уничтожает звезду. От неё ничего не остаётся. Ни кусочка вещества. Полный пустой диск.
Это значит, что в этом диапазоне масс чёрных дыр вообще не должно быть. Как если бы вы взяли ряд чисел и просто вычеркнули середину, потому что там ничего быть не может. Именно это предсказывали все расчёты современной астрофизики.
Но вот беда: чёрные дыры из события GW231123 попадали ровно в середину этого "запрещённого" диапазона. Они были ровно такой массы, которая не должна была существовать в природе. Плюс к этому они вращались с экстремальной скоростью, почти с максимально возможной для чёрной дыры. Такое сочетание свойств было совершенно невозможным по старым теориям.
Роль невидимых магнитных сил
Международная команда астрофизиков начала искать ответ. Они предположили, что старые модели упускали самый важный фактор: магнитные поля. Учёные решили создать компьютерные симуляции смерти звёзд с учётом магнитных полей. То, что они обнаружили, поразило их.
Когда звезда коллапсирует и образуется чёрная дыра, вокруг неё остаётся облако звёздного материала. Если звезда вращалась быстро, это облако превращается в вращающийся диск. Это похоже на воду, которая образует воронку вокруг слива.
Вот здесь в игру вступают магнитные поля. Они создают давление внутри этого диска. Это давление работает как невидимая рука, которая выбрасывает вещество наружу с огромной скоростью. Представьте себе фонтан, который бьёт из космоса почти со скоростью света. Именно так сильны эти магнитные выбросы.
Как магнитные поля решили загадку
Компьютерные модели показали потрясающий результат: половина первоначальной массы звёзды выбрасывается в космос. Остаток падает на чёрную дыру, но его становится намного меньше, чем предсказывали старые теории. Благодаря этому новорождённая чёрная дыра становится достаточно лёгкой, чтобы попасть в категорию, которую раньше считали невозможной.
Но это не всё. Магнитные поля делают ещё кое-что. Они не только уменьшают массу, но и замедляют вращение чёрной дыры. Слабые магнитные поля позволяют объекту оставаться лёгким и вращаться медленно. Сильные магнитные поля создают дополнительные эффекты.
Этот механизм идеально объяснил все странные свойства объектов из события GW231123. Наконец-то "невозможные" чёрные дыры стали возможными.
Что ждёт астрономию дальше
Теория предсказывает ещё кое-что интересное. Рождение быстровращающихся массивных чёрных дыр должно сопровождаться вспышками гамма-излучения. Это излучение можно обнаружить с помощью орбитальных телескопов. Будущие наблюдения покажут, правы ли учёные.
Это открытие показало, что магнитные поля играют гораздо более важную роль в формировании чёрных дыр, чем предполагалось раньше. Они буквально переписывают историю того, как рождаются самые экстремальные объекты во Вселенной.
Астрономы теперь лучше понимают, как устроена Вселенная. Но понимание космоса всегда вызывает новые вопросы. Это бесконечный цикл науки: найти ответ, понять, что есть ещё больше вопросов, найти новый ответ.
Вопрос для размышления:
Если магнитные поля способны выбросить половину массы умирающей звезды в космос, что ещё скрывают от нас магнитные силы, которые мы ещё не изучили?
Читайте другие наши интересные статьи:
