Слияния звезд в скоплениях приводят к быстрому вращению черных дыр
Новое исследование, опубликованное на arXiv, проливает свет на формирование быстро вращающихся черных дыр в плотных звездных скоплениях. Ученые смоделировали около 150 сценариев эволюции молодых скоплений и выяснили, что слияния массивных звезд играют ключевую роль в этом процессе.
Согласно работе, в скоплениях, подобных шаровым скоплениям Млечного Пути, до половины всех черных дыр образуются в результате звездных слияний. Примерно 10% из них — это значимые слияния с отношением масс более 0,1.
В ходе слияния угловой момент передается новой звезде, что приводит к ее быстрому вращению. После коллапса такая звезда может превратиться в черную дыру с большим спином. Предварительные оценки показывают, что безразмерный параметр спина может достигать 0,5 и выше.
Это противоречит традиционным представлениям, согласно которым черные дыры рождаются с очень малым спином, теряя угловой момент из-за звездного ветра и расширения оболочки.
Авторы использовали код Cluster Monte Carlo для моделирования динамики скоплений, а затем детальные модели звездной эволюции MESA для изучения последствий слияний. Это позволило оценить угловой момент, передаваемый при слиянии, и его связь с конечным спином черной дыры.
Результаты имеют прямое отношение к источникам гравитационных волн, которые образуются в плотных скоплениях. Быстрое вращение черных дыр влияет на параметры гравитационно-волновых сигналов, что важно для их интерпретации.
Исследование показывает, что слияния звезд — важный механизм, который необходимо учитывать при моделировании популяции черных дыр. Дальнейшие наблюдения гравитационных волн помогут проверить эти теоретические выводы.
