Гравитационные волны поставили под сомнение теории о развитии звезд

Исследование австралийских ученых, основанное на данных гравитационных волн, поставило под сомнение прогнозы моделей распределения масс черных дыр в двойных системах. Результаты свидетельствуют об отсутствии статистически значимых подтверждений так называемого «провала массы» в диапазоне от 10 до 15 солнечных масс. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal (AstroJournal).

Модели звездной эволюции предполагают, что в определенном диапазоне массы звезды не способны превратиться в черные дыры. В этих случаях звезды либо становятся нейтронными звездами после сверхновой, либо формируют черные дыры через слабые взрывы и частичный коллапс. Такой механизм должен приводить к «провалу» в распределении масс черных дыр, но новые данные из GWTC-3, третьего каталога гравитационных волн от LIGO, этого не подтверждают.

Авторы исследования построили модель распределения масс компонентов двойных черных дыр с учетом предполагаемого провала. Однако анализ 250 зарегистрированных слияний показал, что данные не демонстрируют четкой поддержки этой гипотезы.

«Наши результаты не выявили предпочтения для сценария полностью пустого провала перед сценарием его полного отсутствия», — отметили ученые.

Проблема также связана с тем, что существующие инструменты гравитационно-волновой астрономии, включая обсерватории LIGO, Virgo и KAGRA, имеют ограниченную точность для обнаружения подобных особенностей. Ожидается, что завершение текущего цикла наблюдений в июне 2025 года не изменит ситуации. Надежды ученых возлагаются на будущие крупные проекты, такие как космическая обсерватория LISA, которая позволит с большей детализацией изучить процессы коллапса звездных ядер и формирования черных дыр.