Почему чёрные дыры «не хотят» весить 45 Солнц экспресс
Свежий урожай гравитационных волн принёс загадку. Детекторы LIGO, Virgo и KAGRA поймали десятки сигналов от сливающихся чёрных дыр, и на графике их масс зияет провал: объектов тяжелее 45 Солнц почти нет, а те, что есть, крутятся подозрительно быстро. Кто-то говорит — звёзды-гиганты взрываются слишком «чисто», не оставляя после себя ничего. Но есть и другая мысль: чёрные дыры теряют вес ещё до рождения, в тесном танце с соседкой.
Две звезды кружатся рядом, как фигуристы, держащиеся за руки. Одна раздувается, её внешние слои перетекают на соседку. Если передача идёт щедро — больше половины вещества уходит, — то первая звезда остаётся голым ядром. Потом она сжимается в чёрную дыру, но уже лёгкую: не 50 Солнц, а хорошо если 30. Второй акт — обратная передача, но уже скупая, почти без потерь. Вторая звезда набирает массу, однако её потолок задан другим законом — тем самым «взрывом-самоубийцей», который не оставляет после себя ничего тяжелее 45 Солнц.
В итоге в паре почти не бывает двух тяжёлых чёрных дыр. Та, что поменьше, редко переваливает за 45 Солнц — её «объели» ещё в детстве. Та, что побольше, может дорасти до предела, но не выше. Так рождается ложный «провал масс», который так похож на след от особых взрывов. Различить сценарии помогут будущие сигналы: если в провале найдутся чёрные дыры с быстрым вращением в одну сторону или, наоборот, с ленивым вращением — значит, дело не во взрывах, а в том, как звёзды делили вещество.
Провал масс между 45 и 60 массами Солнца называют «разрывом парной нестабильности»: в этом диапазоне звезда перед смертью так раскаляется, что её ядро не просто сжимается, а разносит самоё себя без остатка.