Американские астрофизики предложили объяснение аномалии, зафиксированной гравитационными обсерваториями LIGO и ViRGO: двойные черные дыры массой 12–16 солнечных почти не встречаются. По мнению исследователей, причина может заключаться в существовании двух принципиально разных путей формирования черных дыр.
За время работы обсерватории зарегистрировали более двух сотен всплесков гравитационных волн, возникших при слиянии двойных черных дыр. Сопоставив события, астрономы обнаружили, что среди них практически нет сигналов от пар черных дыр «средней» массы — в 12–16 раз больше массы Солнца.
Этот разрыв в распределении масс не удавалось воспроизвести в существующих астрофизических моделях, что вызвало споры о причинах столь резкого дефицита.
Группа исследователей под руководством доцента Калифорнийского технологического института Катерины Хациоанниду проанализировала данные LIGO и ViRGO и предложила объяснение. Согласно их версии, легкие и тяжелые двойные черные дыры возникают разными путями.
Черные дыры небольшой массы, участвующие в слияниях, в подавляющем большинстве, как предполагают исследователи, появляются в результате так называемых «неудавшихся сверхновых» — прямого коллапса звезды в черную дыру без яркой вспышки. Такой сценарий не разрушает пару из двух крупных звезд, поэтому двойная система с большей вероятностью сохраняется и впоследствии сливается.
По мнению авторов работы, именно этот механизм объясняет наблюдаемую картину: частота слияний двойных черных дыр снижается более чем в сто раз и становится близкой к нулю в диапазоне масс от 12 до 16 солнечных, после чего вновь возрастает. Если предложенный сценарий подтвердится, это укажет на принципиально разные механизмы формирования легких и тяжелых двойных черных дыр в Млечном Пути и других галактиках. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.