Гравитационные волны объяснили загадку «провала масс» черных дыр

Исследователи изучили каталог GWTC-4, сопоставив массу черных дыр с их вращением. Объекты легче 45 масс Солнца демонстрируют предсказуемое поведение: медленное вращение и упорядоченную ориентацию осей, характерную для коллапса звезд. Однако выше этой отметки картина меняется — черные дыры начинают вращаться быстрее, а их оси располагаются хаотично. Это прямо указывает на сценарий иерархических слияний, при котором несколько черных дыр в густонаселенных областях космоса последовательно объединяются в более массивные тела.

Данные позволили ученым уточнить нижнюю границу «запретной зоны» на отметке около 44 солнечных масс. Это открытие превратило гравитационно-волновую астрономию в инструмент для изучения ядерных процессов внутри звезд. Анализируя границы провала масс, астрофизики смогли вычислить скорость превращения углерода в кислород в недрах светил — величину, которую невозможно точно измерить в земных лабораториях. Фактически, Вселенная сама выступила в роли экспериментальной установки, позволив измерить ядерные реакции, происходящие за миллионы лет до гибели звезд. Теперь, опираясь на эти данные, ученые смогут точнее моделировать эволюцию галактик и формирование химических элементов, опираясь на растущую точность детекторов LIGO, Virgo и KAGRA.