Астрофизики исследовали так называемые «сверхновые с чёрной дырой» — когда в процессе взрыва массивной звезды чёрная дыра образуется до завершения вспышки. В 23 долгих двумерных симуляциях звёзд с массами от 20 до 60 солнечных такие события произошли в 18 случаях — почти во всём диапазоне. Обнаружено, что масса чёрной дыры (от 3 до 26 солнечных) не определяется лишь массой углеродно-кислородного ядра, особенно для лёгких и очень тяжёлых звёзд. Это как если бы рецепт предсказывал размер изюма в кексе по весу теста, но на краях формы это не работает.
Звёзды, которые тяжелее нашего Солнца в десятки раз, умирают не так, как думали раньше. Компьютерное моделирование показало: их ядро часто не вспыхивает сверхновой, а быстро схлопывается в чёрную дыру. Это как суфле: середина внезапно проваливается, и почти всё тесто уходит в воронку, лишь несколько капель выплёскиваются наружу. Так и звезда: большая часть вещества падает в неё, а не разлетается.
В 23 симуляциях гибели звезды в 18 случаях дыра возникала до того, как взрыв успевал сбросить внешние слои. И это происходило для звёзд в 19–60 раз тяжелее Солнца. Раньше думали, что так проваливаются лишь самые тяжёлые, но симуляции показали, что это не так.
Самое удивительное: итоговая масса чёрной дыры слабо связана с размером углеродного ядра. Лёгкая звезда может породить дыру тяжелее, чем массивная. Симуляции показали: даже после провала часть вещества вырывается, создавая тусклую вспышку. Её свет, огибая дыру, превращается для наблюдателя в призрачное кольцо.
🎯 Масса чёрной дыры может достигать 26 солнечных — это как если бы девять миллионов таких планет, как Земля, сжали в невидимую точку, вокруг которой свет заворачивается в кольцо.