Специалисты по астрофизике получили подтверждения того, что существенная часть чёрных дыр, присутствующих во Вселенной, формируется не вследствие коллапса звёзд, а в результате их взаимного сближения. Как указано в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, приблизительно 14% всех объединяющихся объектов принадлежат к второму поколению. Это позволяет понять возникновение чёрных дыр в областях, где теоретически они не могли бы образоваться посредством гравитационного схлопывания звёзд.

Основой исследования послужил анализ данных о 155 парах двойных чёрных дыр, идентифицированных на основе зарегистрированных ими гравитационных волн. Информация была получена международной группой детекторов, включая LIGO в Соединенных Штатах, Virgo в Италии и KAGRA в Японии. Также были использованы архивные сведения из существующих каталогов.

Основной вывод из проведённого анализа – выявление определённого предела, за которым стандартные эволюционные процессы звёзд прекращают своё действие. Исследователи выяснили, что если масса первичного объекта превышает 46.2 солнечных масс, то популяция чёрных дыр в основном формируется вследствие многократных аккреций и слияний. Этот предел точно соответствует моменту начала нестабильности массы, вызванной парно-нестабильными взрывами сверхновых (механизм гибели массивных звёзд, при котором термоядерный взрыв полностью разрушает ядро, исключая образование компактного остатка).

Помимо массивных объектов, исследователи выявили дополнительную особенность – неожиданный всплеск доли чёрных дыр второго поколения в диапазоне небольших масс, приблизительно равной 15.7 солнечных масс. В этом интервале доля образований, возникших после предыдущих столкновений, достигает как минимум 5%. Учёные связывают наличие двух различных групп с химическим составом среды звездообразования [содержанием элементов тяжелее водорода и гелия]. Пик низких масс формируется в звёздных скоплениях, характеризующихся составом, близким к солнечному, тогда как крупные объекты массой более 46 солнечных масс возникают во Вселенной с дефицитом этих самых тяжёлых элементов.

Для различения чёрных дыр, появившихся в результате коллапса звёзд (первого типа), от тех, что образовались позднее (второго поколения), исследователи создали математический инструмент. Этот метод учитывает два ключевых показателя: скорость и траекторию вращения черных дыр во время сближения, а также величину отклонения и нестабильности плоскости их орбит. При взаимодействии объектов, которые не синхронизированы по вращению, орбитальная плоскость начинает описывать колебательные движения (прецессию). Интенсивность этого «колебания» даёт возможность с высокой точностью определить массу и угловой момент этих тел.

Ключевой особенностью иерархического слияния является его неравномерность: один из элементов пары всегда значительно превосходит другой по массе и демонстрирует более высокую скорость вращения. В рамках анализа обширного массива данных были идентифицированы отдельные гравитационные сигналы, которые с наибольшей вероятностью обусловлены именно таким процессом.

Проведённые исследования продемонстрировали, что подобные «циклы регенерации чёрных дыр» наблюдаются в областях высокой концентрации звёзд. В таких средах, где присутствует большое количество близко расположенных массивных звёзд, завершающих свой жизненный цикл и порождающих чёрные дыры, вероятность гравитационного слияния существенно возрастает. Теоретически, данный процесс способен повторяться неоднократно, приводя к формированию объектов всё большей массы.

Учёт наличия субпопуляции второго поколения критически важен для корректности современной астрофизики. Авторы работы продемонстрировали, что пренебрежение иерархическими объединениями приводит к искусственному увеличению разброса величины спинов (скорости вращения и направления) обычных чёрных дыр первого поколения почти вдвое. Общая доля повторных столкновений, составляющая 14%, полностью соответствует теоретическим расчётам динамического моделирования для звёздных скоплений.

Детализированное определение параметров чёрных дыр даёт возможность учёным исследовать условия внутри звёзд. Полученные данные устанавливают жёсткие физические ограничения на вероятности ключевых термоядерных реакций в массивных звездах, особенно касающиеся реакции преобразования углерода-12 и гелия в кислород-16.

function open_source(){window.open(‘https://www.ixbt.com/news/2026/07/19/nekotorye-chjornye-dyry-mogut-rozhdatsja-iz-drugih-chjornyh-dyr–uchjonye-predlozhili-novyj-scenarij-ih-proishozhdenija.html’)}