Астрономы зафиксировали новый вид космической катастрофы

Рекордно долгий сигнал от слияния мёртвых звёзд переписывает учебники по астрофизике.

Во Вселенной, где гравитация правит бал, даже смерть звезды — это не конец, а лишь прелюдия к новым, куда более грандиозным катаклизмам. Мы знали о столкновениях чёрных дыр, порождающих рябь в ткани пространства-времени. Мы знали о слияниях нейтронных звёзд, озаряющих космос вспышками тяжёлых элементов. Но, кажется, сама природа приготовила для нас сюрприз, скрывавшийся в потёмках космического зоопарка мёртвых светил. Учёные, анализируя данные обсерваторий, зафиксировали явление, которое не укладывается в привычные рамки, — рекордно долгий гравитационно-волновой сигнал, указывающий на катастрофу доселе неизвестного класса.

Шёпот из Бездны, длящийся минуты

В течение нескольких лет гравитационно-волновые обсерватории LIGO и Virgo улавливали «звуки» космоса — колебания пространства-времени от мощнейших катаклизмов. Обычно это были короткие, длящиеся доли секунды, всплески от слияния чёрных дыр или более продолжительные, но всё же быстрые сигналы от столкновений нейтронных звёзд. Однако в 2023 году детекторы зарегистрировали нечто иное. Сигнал, получивший техническое обозначение, шёл не секунды, а целых несколько минут.

Эта продолжительность стала ключом к разгадке. Так долго «звучать» может только процесс слияния чрезвычайно массивных, но при этом не достигших точки невозврата объектов. Короткие всплески рождаются при столкновении лёгких чёрных дыр, а сигнал от слияния сверхмассивных гигантов идёт куда дольше. Новый сигнал занял промежуточное положение, указав на участников катастрофы, которые долгое время считались лишь гипотетическими.

Танец призраков: чёрная дыра против нейтронной звезды

Астрофизики пришли к выводу, что стали свидетелями редчайшего события: слияния нейтронной звезды и чёрной дыры в системе с экстремальным разбросом масс. Но это не обычная пара. Речь идёт о встрече настоящих космических тяжеловесов.

С одной стороны — чёрная дыра массой от 10 до 20 масс Солнца, настоящий монстр. С другой — невероятно плотный остаток мёртвой звезды, нейтронная звезда, но тоже необычно массивная, возможно, приближающаяся к пределу, за которым она сама коллапсирует в чёрную дыру. Именно такая несимметричная и сверхмассивная конфигурация заставила две мёртвые звезды кружить в предсмертном танце так долго, прежде чем произошёл финальный акт трагедии.

Космическое поглощение с неясным исходом

Что же произошло в финале? У сценария есть два варианта, и оба захватывают воображение.

Первый: чёрная дыра, как титанический призрак, разорвала и поглотила свою компактную спутницу, нейтронную звезду. В этом случае, в отличие от слияния двух нейтронных звёзд, не последовало яркой вспышки электромагнитного излучения (килоновой), которая обычно озаряет космос золотом и платиной. Чёрная дыра просто уничтожила свидетельство, не оставив видимого света, лишь гравитационный шёпот о случившемся.

Второй, ещё более интригующий вариант: в результате слияния могла родиться новая, более массивная чёрная дыра, которая почти мгновенно стабилизировалась в своём новом состоянии, не произведя заметного электромагнитного сигнала.

Новая глава в астрономии

Это открытие кардинально меняет наши представления о популяции двойных систем в Галактике. Оказывается, существуют пары, состоящие из массивных чёрных дыр и сверхтяжёлых нейтронных звёзд, чьё слияние проходит иначе, чем у их более лёгких собратьев. Это открывает новое окно для изучения поведения материи в экстремальных условиях, которые невозможно воссоздать в лабораториях.

Вселенная вновь доказала, что её воображение богаче нашего. Там, в темноте, сталкиваются призраки, рождаются монстры, а пространство само дрожит от их шагов, рассказывая нам истории, на расшифровку которых уйдут годы. И эта история — лишь начало.