«Неравное» слияние между двумя черными дырами может иметь необычное происхождение, согласно новому исследованию.

Это столкновение было впервые зарегистрировано 12 апреля 2019 г., когда гравитационная волна, испущенная со стороны этого события, достигла гравитационно-волновых детекторов LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) и Virgo. Ученые обозначили этот сигнал как GW190412 и определили, что он был испущен в результате столкновения между «Давидом и Голиафом» — двумя черными дырами, масса одной из которых намного превосходит массу другой. Тогда сигнал от такого «неравного» столкновения был зарегистрирован учеными впервые.

Теперь в новом исследовании команда, включающая Сальваторе Витале (Salvatore Vitale), ассистент-профессора Массачусетского технологического института и члена коллаборации LIGO, показывает, что механизм этого столкновения также являлся необычным. Вероятно, более массивная компонента финального столкновения сама была сформирована ранее в результате столкновения между двумя меньшими по массе черными дырами. Итоговое столкновение таким образом имеет характер «иерархического».

Прежде чем прийти к тому, что столкновение GW190412 произошло в соответствии с иерархическим механизмом, Витале и его коллеги моделировали происхождение этой пары черных дыр в результате осуществления двух более традиционных механизмов. Первый из этих механизмов известен как процесс с общей оболочкой, а второй – как процесс, включающий динамическое взаимодействие. В результате моделирования команда выяснила, что вероятность происхождения события GW190412 в соответствии с любым из этих двух механизмов не превышает одного события на несколько тысяч, в то время как в действительности это событие было выявлено всего лишь после 50 обнаружений других гравитационно-волновых событий. Это навело команду на мысль об альтернативном механизме, которая затем получила подтверждение, в частности, тем, что наблюдаемая высокая скорость собственного вращения компонентов системы в этом случае хорошо объясняется предыдущим столкновением, «раскрутившим» результирующую черную дыру.