«Стеснительные любовники»: могут ли черные дыры сливаться при свете

Редкое стечение обстоятельств, возможно, приводит к слиянию черных дыр, сопровождаемому световой вспышкой, которая обычно не возникает. Теперь у ученых есть подробное описание этих обстоятельств, а также надежда на то, что подобное событие может повториться в будущем и многое рассказать о таинственных космических монстрах.

Когда сливаются две вращающиеся друг вокруг друга черные дыры, Вселенная содрогается от мощных гравитационных волн. Эти колебания пространства настолько сильны, что их могут улавливать современные, не очень чувствительные детекторы гравитационных волн, расположенные на Земле. 

Притяжение черных дыр грандиозно. Никакие объекты, в том числе световые фотоны не могут покинуть чрево космических монстров. Поэтому сливаются черные дыры в абсолютной темноте. Звезды менее «стыдливы» и, когда исчезают в бездне черной дыры, излучают свет. В теории существуют обстоятельства, при которых подобные вспышки испускают и сами поглотители материи.

В центре многих галактик находится активное ядро — сверхмассивная черная дыра. Вокруг нее вертится гигантский диск из материи. В этом круговороте вещества, которое обречено однажды испытать близость с ненасытной «королевой бала», вальсируют и другие черные дыры меньших масс и размеров. Если две из них решат объединиться в пару, а затем слиться воедино, то скрыться от присутствующих на смертельном «балу» им не удастся. 

Материя, которую потревожит акт внезапного слияния прямо на «паркете», немедленно оповестит об этом всю Вселенную — испустит электромагнитную вспышку. В прошлом году ученым удалось отследить подобную космическую «сплетню». 21 мая 2019 года было зафиксировано событие S190521g — слияние двух черных дыр, вращающихся вокруг сверхмассивной черной дыры. Об этом астрономов оповестил детектор гравитационных волн LIGO. 

Несколько месяцев спустя, ученые планово просматривали данные другого детектора — ZTF, который ежедневно сканирует небо в оптическом диапазоне и ищет события, яркость которых быстро меняется. То, что увидели исследователи, сподвигло их выдвинуть гипотезу и опубликовать ее в Physical Review Letters. 

В массиве данных ZTF были обнаружены снимки яркой световой вспышки, которая погасла через месяц. Но удивило не само явление, а то, что вспышка произошла примерно через неделю после слияния черных дыр S190521g. Неделя — это именно тот временной интервал, необходимый газу, окружающему сверхмассивную черную дыру, чтобы испытать последствия слияния черных дыр. Совпадение временных интервалов и убедило астрономов в том, что они нашли условия, при которых слияние черных дыр сопровождается испусканием света.

К сожалению, разложить в спектр полученный свет и получить больше доказательств того, что он пришел из места слияния черных дыр, не удалось: слишком поздно вспышка была обнаружена. Ученые полагают, что новорожденная черная дыра в течение нескольких следующих лет найдет нового «партнера» и произведет вспышку, за которой будут следить более внимательно, чтобы на этот раз успеть подтвердить теорию.