Слияние двух массивных чёрных дыр, ранее считавшееся практически невозможным, могло оказаться менее необычным явлением. К такому выводу пришли исследователи, предположившие, что реальные массы объектов были меньше первоначальных оценок. Результаты работы опубликованы в Astrophysical Journal Letters, сообщает Space.com.
23 ноября 2023 года гравитационно-волновая обсерватория LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) зарегистрировала сигнал GW231123. Он возник после столкновения двух чёрных дыр, которым сначала приписали массы примерно в 140 и 100 масс Солнца. Такая система вызвала вопросы, поскольку стандартные модели эволюции звёзд с трудом объясняют появление настолько крупных и быстро вращающихся объектов.
Учёные предположили, что необычные параметры сигнала могли быть следствием гравитационного линзирования. Это явление, предсказанное общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, возникает, когда массивный объект искривляет пространство-время и меняет путь проходящего рядом излучения. В результате сигнал может усиливаться, искажаться или достигать Земли с задержкой.
Исследовательская группа считает, что аналогичный эффект способен воздействовать и на гравитационные волны. По словам сотрудника Института Альберта Эйнштейна Мигеля Сумалакаррегуи, «как и свет, гравитационные волны могут отклоняться, усиливаться и разделяться на несколько сигналов массивными объектами». Для проверки гипотезы специалисты создали математическую модель линзирования и программное обеспечение для анализа события.
Расчёты показали, что сигнал мог быть искажён компактным объектом массой от 190 до 850 масс Солнца либо протяжённой структурой, например шаровым скоплением. В этом случае суммарная масса слившейся системы составляла около 140 масс Солнца, а не 240, как предполагалось ранее. Такая интерпретация также не требует объяснять необычно высокую скорость вращения чёрных дыр.
Природа объекта, вызвавшего линзирование, пока остаётся неизвестной. Отдельные компактные объекты с массой от 100 до 1000 масс Солнца должны встречаться крайне редко, поэтому линзой может оказаться совокупность более лёгких тел, включая звёзды. Исследователи пока не могут утверждать, что GW231123 стал первым обнаруженным гравитационно линзированным сигналом, а поиск подобных событий потребует повышения чувствительности детекторов, включая LIGO.