Откуда берутся чёрные дыры

Звезда живёт за счёт равновесия: наружу давит энергия реакций в ядре, внутрь тянет собственная гравитация. Пока топливо есть, равновесие держится. Когда реакции прекращаются, наружного давления не остаётся.

Что останется в конце, зависит от массы. У лёгких звёзд - плотный остывающий шар. У более тяжёлых - объект из вещества немыслимой плотности. И только у самых массивных схлопывание не останавливается ничем.

Граница между вторым и третьим вариантом невелика и известна приблизительно. Именно поэтому объекты вблизи неё интересны: по ним уточняют, где именно вещество перестаёт сопротивляться собственной гравитации.

Сброшенная оболочка при этом видна как вспышка, по яркости сравнимая с целой галактикой. Именно по таким вспышкам чаще всего и узнают, что где-то произошло схлопывание, - сам оставшийся объект ничего не излучает.

Разрыв огромен, и простым накоплением его объяснить трудно. Поглощение вещества идёт с ограничением: излучение падающего газа отталкивает следующий, и скорость роста упирается в потолок.

Проблему обострили наблюдения ранней Вселенной. Там находят гигантские объекты, существовавшие уже в первые сотни миллионов лет. Времени на постепенный рост от звёздного размера явно не хватало.

Отсюда несколько гипотез о зародышах: прямое схлопывание огромных газовых облаков без стадии звезды, слияние множества объектов в плотных скоплениях, необычно массивные первые звёзды. Ни одна пока не признана окончательной.

Помогают наблюдения слияний. Всплески, зарегистрированные детекторами колебаний пространства, показали объекты промежуточной массы - как раз тех размеров, которых раньше почти не находили.

Есть и третий путь, подтверждённый недавно: слияние. Две чёрные дыры, обращающиеся друг вокруг друга, в конце концов сливаются в одну, и это событие фиксируют по колебаниям пространства, а не по свету.