После слияния чёрных дыр остатки, вероятно, покидают обычные шаровые скопления
Кратко
Анализ 87 слияний чёрных дыр выявил пять событий, лучше согласующихся с происхождением в плотных звёздных скоплениях. После слияния остаток обычно получает скорость в несколько сотен километров в секунду: шаровые скопления, вероятно, не удерживают его, а звёздные скопления в центрах галактик могут удержать, но не всегда.
Почему это важно
Это помогает оценить, где возможны повторные слияния и рост более крупных чёрных дыр. Вывод зависит от расчётных моделей происхождения: скорость остатков не измеряли напрямую, а предпочтение плотных скоплений нашли только для пяти событий.
Разбор
Авторы не пытались определить место рождения каждой чёрной дыры по одному признаку. Они сравнили параметры 87 сигналов гравитационных волн с двумя наборами моделей: один описывает двойные системы, которые формируются среди обычных звёзд, а другой — пары из плотных звёздных скоплений. При сравнении учитывали и то, насколько часто каждый сценарий должен встречаться во Вселенной. Такой подход важен: редкий, но хорошо подходящий сценарий нельзя автоматически считать главным без учёта его общей распространённости.
Затем для каждого события рассчитали «отдачу» — скорость, которую получает новая чёрная дыра из-за несимметричного излучения гравитационных волн при слиянии. Скорость не измеряли напрямую: её восстановили из параметров сигнала с помощью модели, которая учитывает не только основную волну, но и дополнительные неодинаковые компоненты излучения. Именно поэтому результат говорит о вероятностях удержания остатка в скоплении, а не о прямом наблюдении его движения.
Главный дополнительный вывод — среди отобранных событий не нашлось надёжного общего признака, который связывал бы быстрые вращения чёрных дыр с плотными скоплениями в рамках использованных моделей. При этом особенно массивное событие вошло в число тех, для которых сценарий плотного скопления оказался предпочтительнее. Расчёты также показывают длинный хвост очень больших скоростей отдачи: поэтому обычные шаровые скопления плохо подходят для последовательного накопления всё более крупных чёрных дыр, тогда как скопления вокруг центров галактик остаются возможным, хотя и не гарантированным, местом для повторных слияний.
Ключевые цифры
Можно ли доверять
Статья прошла рецензирование в Astronomy & Astrophysics, а анализ охватывает 87 событий гравитационных волн. Но происхождение систем и скорость отдачи здесь выводят из моделей, а не измеряют напрямую; кроме того, выводы зависят от того, насколько удачно эти модели описывают реальные популяции чёрных дыр.
Пересказано ИИ по научной статье. Как это устроено