Модели предсказывают слишком много слияний черных дыр: требуется пересмотр
Астрофизики столкнулись с неожиданным расхождением между наблюдениями и теорией. После четырех наблюдательных кампаний коллаборация LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) оценила локальную плотность слияний двойных черных дыр (BBH) в диапазоне 14–26 Гпк?? год?? (90% доверительный интервал). Однако новые расчеты показывают, что существующие теоретические модели дают значения, превышающие эти оценки как минимум в 10 раз.
Работа, опубликованная на arXiv (2606.02725), подтверждает и усиливает более ранние выводы (Sgalletta et al., 2025). Авторы построили эмпирическую модель зависимости темпа звездообразования и металличности от красного смещения, включив поправку на содержание железа. Гибкость модели позволила учесть широкий диапазон наблюдательных неопределенностей.
Даже при самых консервативных предположениях о темпе звездообразования и металличности локальная плотность слияний BBH оказывается завышенной более чем в 10 раз. Попытки согласовать предсказания с наблюдениями только за счет модификации зависимости от металличности потребовали бы нереалистично высоких металличностей (выше солнечной) даже в маломассивных галактиках на больших красных смещениях.
Это открытие указывает на необходимость пересмотра моделей звездной и двойной эволюции. Исследователи предполагают, что даже небольшое увеличение крутизны распределения задержек (delay-time distribution) может помочь снять напряжение между теорией и данными.
Расхождение затрагивает фундаментальные представления об эволюции двойных систем и роли металличности. Если текущие модели неверны, это может повлиять на оценку вклада гравитационно-волновых событий в общую картину Вселенной. Дальнейшие наблюдательные кампании LVK помогут уточнить параметры слияний, а новые теоретические работы — скорректировать модели.
