Černé díry s největší hmotností se nevytvářejí z hvězd, ale spojením velkých prázdnin, zjistili vědci

Nový pohled na původ nejhmotnějších černých děr

Vědci, kteří prozkoumali 153 událostí sloučení černých děr zaznamenaných v katalogu GWTC‑4, dospěli k závěru, že objekty s hmotností nad ~45 M⊙ se nevytvářejí přímo po smrti hvězd. Místo toho vznikají ve hustých skupinách starých hvězd, kde již existující černé díry často kolidují a spojují se.

Co konkrétně bylo zkoumáno
- Události: 153 registrovaných sloučení černých děr objevených LIGO, Virgo a KAGRA.
- Cíl: zjistit, jak vznikají nejtěžší objekty – hned po kolapsu supermasivní hvězdy nebo prostřednictvím řady následných sloučení.

Klíčové závěry
1. Dvě skupiny černých děr
- *Malé hmotnosti* (do ~45 M⊙) – pravděpodobně se rodí v důsledku kolapsu jádra masivní hvězdy při supernově.
- *Velké hmotnosti* (> 45 M⊙) – jejich rotace a orientace naznačují vícenásobná sloučení uvnitř hustých skupin.

2. Problém „selhání hmoty“
Podle teorie hvězdy v určitém rozsahu hmotností po smrti nezanechávají černou díru: výbuch zcela zničí jádro. Dolní hranice tohoto selhání je kolem 45 M⊙. Proto je přímé vytváření větších černých děr z jedné hvězdy nepravděpodobné.

3. Scénář řetězce sloučení
- Po prvním sloučení se hmotnost zvětšuje a ve husté skupině roste pravděpodobnost druhého kolize.
- Tak vznikají objekty s hmotností nad 45 M⊙.

Co říkají experti
- Izabel Romero‑Show: „Černé díry velké hmotnosti rotují rychleji a jejich osy orientace se zdají náhodné – právě takový signál očekáváme od vícenásobných sloučení ve skupinách.“
- Fabio Antonini (Cardiff University): „Nyní je otázka nejen o tom, jak tyto objekty vznikají, ale i o to, zda upravují naše modely hvězdové evoluce.“

Závěr
Výsledky zdůrazňují význam role hustých hvězdových skupin při tvorbě nejtěžších černých děr zjištěných gravitačními vlnami. Toto objevení podkopává tradiční představy o přímém vytváření masivních černých děr z jednotlivých hvězd a zdůrazňuje nutnost zahrnutí vícenásobných sloučení do modelů evoluce kompaktních objektů.