Когда в 2023 году детекторы LIGO поймали сигнал от слияния черных дыр GW231123, астрофизики не поверили своим глазам. Слишком массивные, слишком быстро вращающиеся — такие объекты просто не должны были существовать.

Согласно существующим моделям, звезды определенной массы завершают жизнь как парно-нестабильные сверхновые — их взрыв настолько мощен, что не оставляет после себя ничего. Поэтому астрономы не ожидали встретить черные дыры массой от 70 до 140 солнечных масс. Однако обнаруженные объекты имели массы как раз внутри этого неожиданного промежутка.

Моделирование показало механизм, который раньше упускали. Когда быстро вращающаяся звезда коллапсирует, вокруг новорожденной черной дыры формируется диск из остаточного материала. Магнитные поля создают мощное давление, выбрасывая часть вещества прочь с колоссальной скоростью. В результате черная дыра оказывается значительно легче исходной звезды — этот процесс как раз и объясняет появление объектов в том самом диапазоне масс, где их существование ранее считалось маловероятным.

Оре Готлиб, ведущий автор исследования из Центра вычислительной астрофизики (Center for Computational Astrophysics), признается: «Никто раньше не смотрел на эти системы под таким углом. Все просто игнорировали магнитные поля — это было удобное упрощение, которое оказалось ошибкой».

При этом выяснилась важная закономерность. Сильные магнитные поля не только уменьшают массу черной дыры, но и замедляют ее вращение. Слабые поля, наоборот, позволяют сохранить и массу, и высокую скорость вращения. Фактически, масса и вращение черной дыры оказались напрямую связаны с силой магнитных полей в момент ее образования.

Что это меняет? Теперь ученые знают, где искать подтверждения своей теории. Образование таких черных дыр должно сопровождаться всплесками гамма-излучения. Если будущие наблюдения их зафиксируют — значит, модель верна. А если нет, тогда астрофизикам снова придется пересматривать свои уравнения.