Астрономи вважають, що виявили спалах, спричинений злиттям двох чорних дір.
Чорні діри не випромінюють світло — це зрозуміло. Крім того, у «нормальних» ситуаціях чорні діри зоряної маси мають позбавитися від гарячого газу довкола себе задовго до того, як вони зіткнуться, тобто фактично від джерела світла. Але для події S190521g ці звичайні правила можна не застосовувати.
Збільшення кількості виявлень гравітаційних хвиль, змусило астрономів наполегливо працювали, щоб з’ясувати, де концентруються чорні діри, які спричиняють появу цих хвиль. Ключ до розгадки — це спін (параметр об’єкта, що характеризує його момент кількості руху, тобто обертання — Ред.) чорних дір. Хоча науковці не мають точних вимірювань спіну для більшості чорних дір, які зливаються, і гравітаційні хвилі від яких зареєстрували детектори LIGO та Virgo, але вони мають натяки на те, що орієнтація цих спинів є будь-якою, — сказав астрофізик LIGO Вікі Калоґера (Vicky Kalogera) з Північно-Західного університету.
Схожі значення спіна вказують на те, що ці чорні діри, ймовірно, не виникли з подвійної зоряної системи, тобто не були пов’язані між собою з народження. Мабуть, чорні діри можуть утворити пару пізніше, можливо, в центрах кулястих зоряних скупчень. Такі скупчення є особливо хорошим місцем для об’єднання чорних дір таких мас, бо вони з часом опиняються в центрі цих зоряних утворень.
Інша можливість — товсті диски газу, що живлять деякі надмасивні чорні діри. Чорні діри зоряної маси крутяться навколо надмасивної, «як розлючені бджоли навколо жахливої бджолиної королеви в центрі», повідомив у прес-релізі наукової групи співавтор дослідження К. Е. Саавік Форд (K. E. Saavik Ford) з Міського університету Нью-Йорка. Зазвичай маленькі чорні діри встигають утворити пару лише на мить, перш ніж знову розійтися у просторі. Але, потрапивши в диск з газом, вони мігрують більш впорядковано, що сприяє утворенню пари з чорних дір.
Якби одна з цих пар злилася, то утворилася б чорна діра, що рухалась би крізь газ, спричиняючи випромінювання протягом приблизно місяця. Тепер Меттью Грем (Matthew Graham) з Каліфорнійського технологічного інституту, Форд, та їхні колеги кажуть, що вони знайшли докази саме такого спалаху.
Науковці шукали спалах, відслідковуючи події-кандидати, виявлені під час третьої спостережної програми дослідників LIGO та Virgo. Подія S190521g, з 21-ї, які вивчали науковці, збіглася зі своєрідним спалахом активного галактичного ядра (active galactic nucleus, AGN) J1249+3449. (Передбачуване злиття не має у своєму позначенні GW, бо його ще не підтверджено офіційно; науковці LIGO-Virgo працюють над статтею.)
Спалах тривав близько місяця. Він не показав жодних ознак зміни кольору, як можна було б очікувати від розширення та охолодження речовини, спричинених вибухом наднової. Водночас спалах не спричинений надмасивною чорною дірою. Зважаючи на раніше зареєстровані зміни яскравості AGN, є лише 0,002% шансу, що спалах був наслідком активності ядра галактики. Про це повідомили дослідники в статті, яку оприлюднив журнал Physical Review Letters 25 червня поточного року. Після ретельного аналізу можливих причин, астрономи зробили висновок про те, що найімовірніше пояснення — спалах спричинений злиттям чорних дір.
Якщо маси двох чорних дір не однакові, то утворений внаслідок їхнього злиття об’єкт віддаляється від місця такої події, як м’яч, відбитий битою. Якщо це злиття відбувається в диску AGN, то газ, який є навколо утвореної чорної діри, спершу рухається разом з нею, але згодом стикається з іншим газом в диску. Це зіткнення викликає нагрівання газу, а чорна діра прискорюється й рухається крізь диск.
З огляду на те, яким коротким був спалах, дослідники вважають, що чорна діра покинула диск. Але швидкість об’єкта, за оцінкою науковців, не дасть змоги йому подолати тяжіння надмасивної чорної діри. Натомість, він має повернутися й пройти знову крізь диск. Це спричинить другий спалах у найближчі кілька років, запевняють дослідники. Тобто є прогноз, який стане приголомшливим, якщо його підтвердять.
Райан Чорнок (Ryan Chornock) з Північно-Західного університету схвильований результатами науковців і погоджується, що дослідники зробили гарну роботу, знявши з розгляду звичайну активність надмасивної чорної діри. «Однак, — застерігає він, — AGN мають довгу історію з “сюрпризами” для астрономів». Якщо астрономи зможуть знайти більше AGN там, де вони відстежують події, що спричиняють появу гравітаційних хвиль, і якщо ці AGN також спалахують в слушний час, то це дасть величезний поштовх для пояснення появи гравітаційних хвиль за цим сценарієм.
За інф. з сайту https://skyandtelescope.org
