Впервые зафиксирована яркая вспышка света от слияния двух черных дыр: это событие предсказал еще Альберт Эйнштейн

Известно, что притяжение черных дыр настолько велико, что покинуть их не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, включая сам свет. В связи с этим такие явления, как слияния черных дыр, можно идентифицировать только путем обнаружения их гравитационных волн — ряби в пространстве-времени, порождаемой движением массивных тел с переменным ускорением.

Это событие предсказал еще Альберт Эйнштейн на основании Общей теории относительности, но он не думал, что гравитационные волны когда-либо будут обнаружены. Они казались слишком слабыми, чтобы уловить их на Земле среди шума и вибраций. На протяжении 100 лет казалось, что Эйнштейн был прав. Но в 2015 году гравитационные волны были обнаружены экспериментально обсерваторией LIGO и детектором Virgo от слияния двух черных дыр на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет.

Теперь наблюдение гравитационных волн от слияния черных дыр стало распространенным событием. Так, 21 мая 2019 года ученые из Калифорнийского технологического института зафиксировали событие, обозначенное как S190521g. Они задокументировали гравитационные волны от слияния двух черных дыр на расстоянии 7,5 миллиарда световых лет от Земли.

В то же время астрономы Паломарской обсерватории в Сан-Диего проводили поиск транзиентов — меняющих яркость объектов. Через 34 дня после события S190521g они обнаружили вспышку света именно в области слияния черных дыр. Такое странное совпадение во времени заинтересовало исследователей. Эта вспышка могла появиться в результате обычных взрывов в аккреционном диске сверхмассивной черной дыры, но до этого диск был относительно спокойным в течение 15 лет. Поэтому ученые выдвинули новую версию произошедшего.

Гравитационные волны в результате столкновения двух массивных объектов расходятся подобно кругам по воде от брошенного камня

«Сверхмассивная черная дыра в центре галактики J1249+3449, где произошла вспышка GW190521g, мирно „спала“ на протяжении долгого времени перед тем, как возник этот всплеск. Он образовался в то же время и в том же месте, откуда появились гравитационные волны. Мы считаем, что источником этой вспышки было слияние черных дыр, однако пока нельзя исключать и другие сценарии», — Мэттью Грэм, ведущий автор работы и руководитель обсерватории Zwicky Transient Facility (ZTF).

Согласно сценарию, предложенному Грэмом, пара столкнувшихся черных дыр звездной массы вращалась внутри диска аккреции из раскаленной материи и газа вокруг сверхмассивной черной дыры. Как только меньшие черные дыры соединились, новообразовавшаяся черная дыра получила импульс, пройдя через газ аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры. Ударная волна разогрела газ, создав эту кратковременную вспышку света.