CDF 𝜒eff и 𝜒p, полученный на основе наших кластерных моделей, и ожидаемые CDF, основанные на наших аналитических аппроксимациях. Линии трудно различить, поскольку они лежат друг на друге, демонстрируя независимость этих распределений от предположений модели и начальных условий. Фото предоставлено: Physical Review Letters (2025 г.). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.011401.
Согласно новому исследованию, размер и вращение черных дыр могут предоставить важную информацию о том, как и где они образовались.
Исследование, проведенное учеными из Кардиффского университета, проверяет идею о том, что многие из наблюдаемых астрономами черных дыр несколько раз сливались в плотной среде, содержащей миллионы звезд.
Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Команда изучила общедоступный каталог 69 событий гравитационных волн бинарных черных дыр, обнаруженных Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией (LIGO) и Обсерваторией Девы, чтобы найти ключ к разгадке этих последовательных слияний, которые, по их мнению, создают черные дыры с характерными паттернами вращения.
Они обнаружили, что вращение черной дыры меняется, когда она достигает определенной массы, что позволяет предположить, что она могла образоваться в результате серии многочисленных предыдущих слияний. Их исследование показывает, как измерения спина могут раскрыть историю формирования черной дыры, и предлагает прогресс в понимании разнообразного происхождения этих астрофизических явлений.
Главный автор Др. Фабио Антонини из Школы физики и астрономии Кардиффского университета сказал: «Чем больше мы наблюдаем слияния черных дыр с помощью детекторов гравитационных волн, таких как LIGO и Virgo, тем яснее становится, что черные дыры имеют разные массы и вращения, что позволяет предположить, что это может быть Однако было непросто выяснить, какой из этих сценариев возникновения происходит чаще всего.
Команда определила четкий порог массы в данных гравитационных волн, при котором спины черной дыры постоянно меняются. Они говорят, что эта закономерность согласуется с существующими моделями, которые предполагают, что черные дыры формируются в результате повторяющихся столкновений в скоплениях, а не в других средах, где распределение спинов другое.
Этот результат подтверждает надежную и относительно независимую от модели подпись для идентификации этого типа черной дыры, которую, по словам команды, ранее было трудно подтвердить.
Доктор Изобель Ромеро-Шоу, соавтор и научный сотрудник Кембриджского университета, добавила: «Наше исследование дает нам мощный, основанный на данных способ определить происхождение истории формирования черной дыры и показать путь ее вращения». сильная подсказка: «Это одна из группы массивных черных дыр, которые образуются в густонаселенных звездных скоплениях, в которых маленькие черные дыры неоднократно сталкиваются и сливаются друг с другом».
Это исследование теперь поможет астрофизикам усовершенствовать компьютерные модели, моделирующие образование черных дыр, и поможет интерпретировать будущие обнаружения гравитационных волн.
Томас Каллистер, один из соавторов исследования и научный сотрудник Чикагского университета, добавил: «Сотрудничество с другими исследователями и использование передовых статистических методов помогут подтвердить и расширить наши выводы, особенно если мы сосредоточимся на «Эйнштейновской теории». Например, телескоп мог бы обнаружить еще более массивные черные дыры и предоставить беспрецедентную информацию об их формировании».
Информация от: Кардиффским университетом
