Фото: Getty Images
Впервые в истории науки астрономам удалось воочию увидеть столкновение двух невидимых объектов — черных дыр. Одним из последствий удара стала яркая вспышка света, благодаря которой ученые и смогли разглядеть это редчайшее явление.
Черные дыры не могут испускать свет по определению: их гравитация настолько велика, что вырваться из ее объятий не под силу ни физическим объектам, ни электромагнитному излучению. Так что произошедший случай можно считать если не уникальным, то по меньшей мере исключительно редким явлением.
В результате удара и последующего слияния двух черных дыр образовалось новое небесное тело, масса которого превышает солнечную примерно в 100 раз.
До сих пор о столкновении двух столь массивных объектов узнавали лишь по косвенным признакам — например, зафиксировав приборами порожденные ударом гравитационные волны.
Однако на этот раз слияние произошло поблизости от третьей черной дыры, значительно большей массы. Ее гравитация резко оттолкнула образовавшийся в результате столкновения объект, заставив его прочертить яркую линию в окружающем веществе (аккреционном диске).
Увидеть невидимое
Существование гравитационных волн было предсказано Альбертом Эйнштейном еще больше 100 лет назад, но впервые их удалось обнаружить лишь в 2015 году. Два года спустя это открытие было удостоено Нобелевской премии по физике.
Представьте себе, что кто-то за вашей спиной бросил в реку камень.
Гравитационные волны в результате столкновения двух массивных объектов расходятся подобно кругам по воде от брошенного камня / Getty Images
Вы не видели, как это произошло, но обернулись, услышав всплеск. Поскольку сам камень уже ушел под воду, его вы не видите — но можете достаточно точно сказать, где именно он упал, поскольку видите круги, расходящиеся по поверхности вокруг места падения.
Примерно то же самое произошло на расстоянии нескольких миллиардов световых лет от Земли в направлении созвездия Феникса. 21 мая 2019 года обсерватория LIGO в США и европейский детектор Virgo зафиксировали исходящие оттуда гравитационные волны.
Поскольку черные дыры обладают гигантской массой, вокруг них скапливается слой раскаленного трением падающего газа / Getty Images
Ученые поняли, что там произошло столкновение двух черных дыр, рассчитали приблизительное место удара — и стали пристально наблюдать за этой областью космоса.
Результаты наблюдений оказались неожиданными. С высокой долей вероятности одним из последствий столкновения стала яркая вспышка света, зафиксированная телескопом в Сан-Диего буквально через несколько дней.
Но как объяснить вспышку слиянием двух невидимых тел?
Как объясняют астрономы, скорее всего, находящаяся поблизости от места удара сверхмассивная черная дыра придала новому объекту дополнительное ускорение — и тот понесся по длинной эллиптической орбите, рассекая окружающее космическое вещество со скоростью около 200 км/с.
Поскольку черные дыры обладают гигантской массой, вокруг них скапливается слой раскаленного трением падающего газа, известного как аккреционный диск. В нем телескопы и заметили яркую вспышку, совпадающую с гравитационными волнами по времени и направлению.
Связанные намертво взаимным тяготением, две черные дыры вращаются друг вокруг друга, постепенно сжимая объятия, пока не сольются в одно тело / NASA
«Когда газ рассекает подобный быстро несущийся массивный объект, происходит яркая вспышка, которую можно разглядеть в телескоп«, — объясняет один из авторов открытия, профессор астрономии Калифорнийского технологического института Барри Маккернан.
Астрономы продолжают наблюдения и ожидают, что через несколько лет вспышка повторится — когда на обратном пути новый объект вновь прорежет раскаленный газ, окружающий сверхмассивную черную дыру.
Ученые надеются, что за счет таких исключительно редких событий им удастся лучше рассчитать нахождение других черных дыр и лучше понять природу этих загадочных объектов.
Би-би-си