Новое исследование ставит под сомнение кризис в модели слияния двойных черных дыр
В последнее время в научном сообществе активно обсуждался так называемый кризис в моделировании слияния двойных черных дыр. Некоторые исследователи утверждали, что изолированные модели двойной эволюции систематически завышают наблюдаемую скорость слияния, даже с учётом вариаций звёздообразования. Однако новая работа, опубликованная на arXiv, ставит эти выводы под сомнение.
Авторы изучили 1490 смоделированных скоростей слияния двойных черных дыр из 57 различных исследований, сравнив их с ограничениями, полученными коллаборацией LIGO–Virgo–KAGRA по данным каталога GWTC-5. Выяснилось, что хотя около 80% подмоделей предсказывают более высокие темпы слияния, чем наблюдается, значительная часть моделей воспроизводит или даже занижает реальные значения.
Основная причина разброса — сильная чувствительность результатов к предположениям о натальных толчках, эволюции общей оболочки, переносе массы, потере углового момента, формировании остатков, звёздных ветрах, начальных условиях и истории звездообразования. Учёные создали 2543 парные вариации подмоделей, чтобы выделить влияние отдельных физических параметров.
Оказалось, что низкие темпы слияния не обязательно связаны с сильными натальными толчками или пониженным звёздообразованием с низкой металличностью. Множество физически обоснованных допущений могут независимо снизить смоделированные скорости до значений, согласующихся с наблюдениями.
Кроме того, исследователи выявили эффект так называемых «симуляционных сил»: модели, разработанные в рамках одного кода, демонстрируют ложное внутреннее согласие, которое не подтверждается при сравнении с другими подходами. Это подчёркивает важность изучения всего пространства параметров с использованием различных инструментов популяционного синтеза.
Работа показывает, что утверждения об универсальном кризисе сильно зависят от выбранной модели. По мнению авторов, прежде чем делать вывод о несостоятельности изолированной двойной эволюции, необходимо тщательно исследовать все возможные сценарии. Результаты имеют прямое отношение к интерпретации данных гравитационно-волновых обсерваторий.
