В созвездии Девы происходит слияние черных дыр

Астрофизики обнаружили в созвездии Девы пару черных дыр, которые сольются и превратятся в гигантскую сингулярность через 100 тысяч лет, мгновения по астрономическим меркам, и которые пока являются самым удобным кандидатом на роль источника гравитационных волн, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Наблюдая за тем, как этот процесс достигнет своей финальной точки, мы сможем понять, растут ли черные дыры с той же скоростью, что и окружающие их галактики. Кроме того, у нас появится возможность провести решающую проверку нашего понимания того, как устроена ткань пространства-времени, в последние мгновения перед слиянием, когда дыры будут вырабатывать мощные гравитационные волны", — заявил Золтан Хайман (Zoltan Haiman) из университета Колумбии в Нью-Йорке (США).

Хайман и его коллеги, по сути, повторно открыли данную необычную пару черных дыр PG 1302-102, удаленную от нас на 3,2 миллиарда световых лет, изучая данные, собранные в ходе наблюдений за почти 250 тысячами далеких квазаров при помощи ряда наземных радиотелескопов в США и Австралии.

Примерно два десятка из них принадлежали к категории так называемых "мигающих квазаров" – источников излучения, чья яркость периодически падает и растет. Как сегодня считают астрономы, подобные квазары на самом деле представляют собой не одну, а пару из двух черных дыр, вращающихся друг вокруг друга и постепенно сближающихся.

Квазар PG 1302-102, входивший в их число, обладал несколькими малообъяснимыми свойствами – он "мигал" гораздо чаще, чем другие квазары, что говорило о невозможно малом расстоянии между черными дырами, и его яркость увеличилась почти в два раза в последние пять лет. По расчетам ученых, черные дыры находятся на расстоянии примерно в десятую долю светового года друг от друга, что в 200 раз меньше предыдущего рекорда.

Одна из черных дыр, как показывают расчеты Хаймана и его коллег и снимки с "Хаббла" и ультрафиолетового телескопа GALEX, заметно меньше второго объекта по своим размерам, вокруг которого она вращается со скоростью примерно в 10% от скорости света. Меньшая черная дыра съедает примерно в 10-20 раз больше материи, чем ее "большой брат", и является основным источником излучения, которое вырабатывается в результате трения частичек материи в диске из газа и пыли, который ее окружает.

Разгон до таких скоростей, как объясняют исследователи, и является причиной того, почему квазар слишком часто "моргает" и почему его яркость росла в последние 5 лет. Оказалось, что когда меньшая черная дыра движется в сторону линии, соединяющей наблюдателя на Земле и PG 1302-102, ее яркость растет благодаря действию допплеровского усиления – увеличения силы излучения объекта, который движется в сторону наблюдателя, под действием релятивистских эффектов.

Раскрытие этого эффекта, по словам Хаймана, позволило его команде точно вычислить общую массу черных дыр, оказавшихся примерно в 2,3 миллиарда раз тяжелее Солнца, и выяснить, что они столкнутся примерно через 100 тысяч лет, что на порядки меньше, чем указывали расчеты открывших ее астрономов. Как надеются авторы статьи, PG 1302-102 и другие пары черных дыр, которые будут открыты в ближайшие 10 лет, помогут раскрыть тайны гравитационных волн и проверить теории Эйнштейна.