Пик масс чёрных дыр, похоже, связан со скоплениями звёзд

Авторы не просто посмотрели на общую картину слияний, а попытались разложить её на отдельные «племена» по трём признакам сразу: массе более тяжёлой чёрной дыры, соотношению масс в паре и тому, как ориентированы спины — то есть насколько быстро и в какую сторону они вращаются. Для этого они использовали гибкую статистическую схему на основе гауссовых процессов в бинах: если по-простому, это способ описывать распределения без жёсткой заранее заданной формы и позволить данным самим подсказать, где есть разные группы.

Зачем такой сложный подход? Потому что у двойных чёрных дыр может быть несколько путей рождения, и если смешать их все в одну кучу, важные детали просто размоются. Поэтому исследователи взяли каталог GWTC-4 и проверили, не скрываются ли там разные подвыборки с разной физикой происхождения. И они действительно нашли три такие подгруппы — причём только одна из них показывает заметный пик около 35 масс Солнца.

Самое интересное дальше: именно эта «пиковая» подгруппа лучше всего совпадает с идеей, что чёрные дыры образовались и встретились в плотных шаровых скоплениях, где звёзды и компактные объекты часто сближаются гравитационными взаимодействиями. Для неё также характерны почти равные массы компонентов и случайные, а не выстроенные в одном направлении спины. Когда авторы сравнили наблюдения с теоретическими моделями, они увидели, что такой сценарий работает, если чёрные дыры при рождении уже имели умеренные спины примерно 0.1–0.2. А вот две другие подгруппы не укладываются в один такой сценарий и, похоже, требуют заметного вклада других каналов формирования.