Самые массивные звёзды похожи на перекачанные воздушные шары: их оболочка больше не растягивается, вместо этого она начинает стремительно выпускать вещество. На определённом этапе потеря массы становится такой сильной, что звезда перестаёт увеличиваться в размерах. Астрономы видят этот момент как излом на диаграмме, где звёзды сортируют по светимости и температуре. Этот излом называют пределом Хамфри-Дэвидсона. Десятилетиями он не поддавался объяснению.
Новая работа показывает, что излом возникает, когда обычный звёздный ветер переходит в новый режим. Теперь давление света (то самое, что в конце концов может разорвать звезду при взрыве сверхновой) начинает активно «выдувать» верхние слои. Как только учёные правильно учли этот переход в компьютерных моделях, расчётные радиусы звёзд точно совпали с наблюдениями.
Теперь, имея работающую модель, астрофизики смогут точнее предсказывать слияния чёрных дыр. Сколько их должно быть, каких масс. Они также лучше расшифруют спектры (цветовые отпечатки) древних галактик, полученные телескопом Джеймс Уэбб. Все эти нити тянутся от одного, на первый взгляд частного, обстоятельства: самые тяжёлые звёзды не становятся самыми большими. Как перекачанный шар, они не раздуваются бесконечно — свет заставляет их сбрасывать лишнее.
Предел Хамфри-Дэвидсона был открыт почти полвека назад, но его точное объяснение до сих пор ускользало. Крупнейшие звёзды «худеют» быстрее, чем набирают массу. Их ветер настолько силён, что звезда скорее сожмётся, чем распухнет.
В фильме «Интерстеллар» чёрная дыра Гаргантюа поражает воображение. Понимание того, почему массивные звёзды не раздуваются безгранично, напрямую влияет на предсказания о рождении таких гравитационных монстров.