Астрономы решили загадку «невозможных» черных дыр

Астрофизики из Института Флэтирон обнаружили, что магнитные поля являются ключевым фактором формирования чёрных дыр в массовом диапазоне, ранее считавшемся невозможным. Компьютерные симуляции показали, что при коллапсе быстро вращающейся звезды магнитные поля выбрасывают значительную часть материала, создавая чёрные дыры меньшей массы, но с экстремально высокой скоростью вращения.

Загадка возникла после обнаружения в 2023 году столкновения чёрных дыр GW231123 с массами в «запрещённой зоне» от 70 до 140 солнечных масс, где по теории парной нестабильности сверхновых чёрные дыры не должны формироваться. Ранее магнитные поля игнорировались в моделях, но новые симуляции показали, что их давление может выбрасывать до половины массы звезды со скоростью, близкой к световой, что объясняет образование чёрных дыр в этом диапазоне.

Открытие устанавливает связь между массой чёрной дыры и скоростью её вращения: сильные магнитные поля создают меньшие и медленнее вращающиеся чёрные дыры, тогда как слабые поля позволяют формироваться более массивным и быстро вращающимся объектам. Симуляции также предсказывают вспышки гамма-излучения при таком формировании чёрных дыр, что может быть подтверждено будущими наблюдениями.