--- title: "Ученые проверили черную дыру и начали исключать ее возможных «двойников»" description: "Анализ гравитационных волн GW241011 позволил проверить природу черной дыры и исключить некоторые экзотические альтернативы, включая определенные модели бозонных звезд." datePublished: "2026-09-14T11:16:55+00:00" lastmod: "2026-09-14T11:16:55+00:00" author: "Андрей Воробьев" category: "Наука" image: "https://hanga.su/images/img_26/324081f9-eb44-4024-8d01-8cec7ff4886c.jpg" slug: "uchenye-proverili-chernuyu-dyru-i-nachali-isklyuchat-ee-vozmozhnykh-dvojnikov" --- # Ученые проверили черную дыру и начали исключать ее возможных «двойников» ![Анализ события GW241011 позволил ученым проверить, действительно ли более массивный участник слияния был вращающейся черной дырой Керра.](https://hanga.su/images/img_26/324081f9-eb44-4024-8d01-8cec7ff4886c.jpg "Ученые проверили черную дыру") А что, если некоторые объекты, которые астрономы называют черными дырами, на самом деле ими не являются? Проверить такую возможность чрезвычайно трудно: черная дыра сама по себе не излучает свет, а некоторые гипотетические компактные объекты способны имитировать ее поведение. Теперь гравитационные волны позволили ученым провести необычную проверку одного такого объекта и существенно сократить список возможных «самозванцев». Речь идет о событии GW241011 — слиянии двух компактных объектов, зарегистрированном в октябре 2024 года детекторами LIGO Hanford и Virgo. Их массы составляли приблизительно 19,6 и 5,9 массы Солнца. Более тяжелый объект к тому же быстро вращался: его безразмерный параметр спина оценен примерно в 0,78. Именно сочетание большой разницы масс, быстрого вращения и исключительно чистого сигнала превратило это событие в редкую космическую лабораторию. Согласно общей теории относительности, обычная астрофизическая вращающаяся черная дыра описывается решением Керра. Для наблюдателя ее основные свойства определяются массой и угловым моментом. Но теоретическая физика допускает существование других чрезвычайно плотных объектов, внешне способных вести себя почти как черные дыры. Один из самых известных кандидатов — бозонная звезда. В отличие от обычных звезд, состоящих преимущественно из фермионов — протонов, нейтронов и электронов, — такая гипотетическая структура могла бы формироваться из бозонов, способных находиться в одном квантовом состоянии. Пока бозонные звезды не обнаружены, но некоторые теоретические модели допускают существование объектов настолько компактных, что издалека их было бы трудно отличить от черной дыры. Как же заглянуть внутрь объекта, который находится на огромном расстоянии и почти ничего о себе не сообщает? Исследователи воспользовались его формой — точнее, тем, как вращение деформирует распределение массы. Вращающийся компактный объект не является идеальной сферой. Для описания этого искажения физики используют, в частности, квадрупольный момент. У черной дыры Керра существует строго определенная связь между массой, вращением и ее мультипольной структурой. У бозонной звезды или другого экзотического объекта внутренняя структура иная, поэтому и вызванная вращением деформация может отличаться. Самое интересное заключается в том, что измерительную линейку к далекой черной дыре отправлять не требуется. Когда два компактных тела движутся по все более тесной орбите, особенности их гравитационного поля слегка изменяют движение системы. А движение, в свою очередь, определяет форму испускаемых гравитационных волн. Получается своеобразный космический отпечаток пальца. Различия могут быть небольшими, но чувствительные детекторы способны зарегистрировать изменение фазы сигнала. Чем быстрее вращается объект, чем сильнее различаются массы компонентов и чем качественнее сигнал, тем легче извлечь эту информацию. Именно поэтому GW241011 оказался столь ценным. Отношение сигнал/шум в сети детекторов достигало примерно 36, что позволило определить квадрупольный момент более массивного объекта значительно точнее, чем в предыдущих подобных событиях. Причем ученые намеренно не стали заранее считать его черной дырой. При анализе параметры волновой формы позволяли квадрупольному моменту отклоняться от значения, которое предсказывается для черной дыры Керра. После этого полученные ограничения сравнили с теоретическими моделями различных экзотических компактных объектов. Результат оказался одновременно убедительным и осторожным. Измеренная структура прекрасно согласуется с вращающейся черной дырой Керра. Некоторые альтернативы при этом стали несовместимы с наблюдениями. В частности, исследование позволило исключить большие классы определенных вращающихся бозонных звезд с самовзаимодействием четвертой степени. Но поставить окончательную точку пока нельзя. Достаточно компактные экзотические объекты с компактностью примерно от 0,24 и выше все еще способны соответствовать полученным данным. Иными словами, ученые не доказали математически, что перед ними обязательно была черная дыра. Они сделали нечто другое: заметно сузили пространство допустимых альтернатив. Это различие принципиально. В науке отсутствие обнаруженного отклонения от теории не означает автоматического доказательства, что никаких альтернатив не существует. Зато каждое более точное наблюдение заставляет гипотетических «самозванцев» соответствовать все более жестким требованиям. Так гравитационно-волновая астрономия постепенно превращается из способа обнаруживать столкновения черных дыр в инструмент исследования природы самих объектов. Первые прямые гравитационные волны были зарегистрированы лишь в 2015 году. Теперь по едва заметной ряби пространства-времени физики пытаются определить не только массу и вращение далекого тела, но и особенности его внутренней структуры. В ближайшие годы возможности такого метода должны значительно возрасти. Более чувствительные наземные детекторы будут регистрировать больше событий и получать более чистые сигналы. Следующее поколение обсерваторий и будущая космическая LISA откроют другие диапазоны гравитационных волн и позволят изучать новые классы источников. Особенно интересно будет объединять квадрупольные измерения с приливной деформируемостью — способностью объекта менять форму под действием гравитации соседа. У настоящей черной дыры и материального компактного объекта такие реакции могут различаться, что даст физикам еще один независимый тест. Поэтому GW241011 важен не только как очередное слияние двух массивных тел. Впервые метод, предложенный почти десять лет назад, оказался достаточно точным, чтобы начать исключать конкретные модели объектов, маскирующихся под черные дыры. Пока главный подозреваемый действительно выглядит как обычная черная дыра Керра. Но поиск космических самозванцев только начинается — и однажды именно небольшое искажение гравитационной волны может показать, что во Вселенной существует нечто, чего астрономы прежде никогда не видели. **Ссылка:** «Последствия GW241011 для вращающихся экзотических компактных объектов» [DOI: 10.1103/29y5-nx9y.](https://dx.doi.org/10.1103/29y5-nx9y)