Исследователи из Аризонского и Гарвардского университетов и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики построили распределение чёрных дыр Млечного Пути по массе

Такое распределение считается необходимым элементом расчёта частоты событий, которые могут регистрировать обсерватории, занятые поиском гравитационных волн. Кроме того, оно должно помочь астрофизикам разобраться с происхождением и характеристиками уникальных двойных систем, образованных пульсаром и чёрной дырой.

Как известно, при вспышке сверхновых образуются и нейтронные звёзды, и чёрные дыры, причём граница между ними проходит по значению массы в 2–3солнечных. В своей работе авторы рассмотрели все известные рентгеновские двойные Млечного Пути, содержащие чёрные дыры, и отобрали 16 объектов с достаточно точно определёнными массами. Их в свою очередь разделили на три группы, отличавшиеся друг от друга по объёму и качеству доступных экспериментальных данных. Необходимо пояснить, что важнейшим наблюдаемым параметром в данном случае становится так называемая функция масс

f(M) =M•sin³i•(1 +q)^-2,

гдеM—масса чёрной дыры,i—наклонение орбиты, аq—соотношение масс компаньонов в двойной системе. В первую группу попали шесть объектов с известнойf(M)и чётко ограниченнымиiиq,во вторую—системы с ограничениями только наq,а в третью—лишь одна двойная GRS 1915+105 с определёнными в экспериментеf(M)иiи ограничениями наq.

Предполагаемые массы чёрных дыр в 16 двойных системах. Сверху показаны объекты из первой и третьей групп, снизу—из второй. (Иллюстрация из Astrophysical Journal.)

Полученное распределение оказалось довольно узким. Его можно представить в виде нормального распределения со средним значением в 7,8± 1,2массы Солнца, и ему явно«не хватает»чёрных дыр с массой в 2–5солнечных.

Во второй части работы учёные убедительно доказывают, что смещение в сторону более высоких масс не связано с какими-то особенностями наблюдений, а набор из 16 двойных систем адекватно представляет всю совокупность чёрных дыр звёздной массы, находящихся в Млечном Пути.

Если эти данные подтвердятся, астрофизики смогут уточнить теорию образования чёрных дыр при взрывах звёзд.

Полная версия отчёта будет опубликована в издании Astrophysical Journal;препринтстатьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материаламNewScientist.

Источник