Исследование количественно оценивает неопределённости верхней границы массового разрыва чёрных дыр, вызванного парной нестабильностью
Симуляции показывают, что скорости ядерных реакций, особенно процессы 12C(α,γ)16O и тройного α, определяют теоретическую неопределённость верхней границы массового разрыва чёрных дыр, образующихся при парно-нестабильных сверхновых.
Недавнее исследование с помощью симуляций оценило, как изменения входных параметров эволюции звёзд влияют на верхний предел массового разрыва чёрных дыр, образующихся при парно-нестабильных сверхновых (PISN). Путём изменения скоростей ядерных реакций, параметров смешения и потерь массы ветром в наборе моделей исследователи выявили реакцию 12C(α,γ)16O как основной источник неопределённости, способный сместить верхнюю границу примерно на 30 солнечных масс. Реакция тройного α также приводит к значительному сдвигу около 25 солнечных масс, тогда как слияние 16O+16O может изменить верхнюю границу примерно на 15 солнечных масс, не влияя на нижнюю границу, что потенциально может расширить или сузить разрыв.
Другие факторы, включая дополнительные ядерные процессы и детали модели, влияют на границу менее чем на 10 солнечных масс. Исследование также сообщает, что в отличие от нижней границы, верхняя граница остаётся стабильной при разных пространственных и временных разрешениях, что свидетельствует о надёжном разрешении её текущими симуляциями.
"Верхняя граница обладает значительной теоретической неопределённостью, но менее подвержена астрофизическому загрязнению, чем нижняя граница," — отмечают авторы, подчёркивая её ценность как прямого индикатора ядерной физики, управляющей парной нестабильностью.
Эти результаты имеют последствия для интерпретации обнаружений тяжёлых чёрных дыр в наблюдениях гравитационных волн, помогая различать чёрные дыры, образованные обычным коллапсом звёзд, от тех, которые возникли через альтернативные каналы.
