Наземные обсерватории впервые зарегистрировали «послесвечение», возникшее в результате слияния двух черных дыр, расположенных в плотном аккреционном диске в центре нашей Галактики.
21 мая 2019 года гравитационные волны от слияния двух черных дыр, обозначенные как S190521g, были зафиксированы интерферометрами LIGO и Virgo. В отличие от слияния нейтронных звезд, которое сопровождается выбросом электромагнитного излучения в широком диапазоне, от радиоволн до гамма-лучей, слияние черных дыр должно генерировать только гравитационные волны. Появление электромагнитного излучения требует определенных условий.
Судя по всему, именно так и случилось с событием S190521g, и уже через несколько дней телескопы Паломарской обсерватории зарегистрировали яркую вспышку в той же области. Инструмент ZTF Калифорнийского технологического института также зафиксировал это явление. Мэтью Грэм и его команда проанализировали полученные данные, что позволило им подтвердить, что инструменты наблюдали световой «след», оставленный слившимися черными дырами. Об этом они сообщают в новой статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Слияние S190521g зафиксировано неподалеку от центра Млечного Пути, где находится сверхмассивная черная дыра, окруженная огромным диском материи — газа, пыли, звезд, черных дыр и тому подобного, что она поглощает со все растущим аппетитом. «Они, как злые пчелы, вьются вокруг колоссальной царицы в центре, — поясняют авторы работы. — Временно между ними могут возникать гравитационно-связанные пары, но обычно они быстро теряют друг друга в бешеном танце».
В случае S190521g две черные дыры не отдалились друг от друга, а объединились в единый объект, и их суммарный момент импульса придал образовавшейся дыре мощный толчок. Двигаясь на огромной скорости сквозь плотный диск вещества, она и создала в нем достаточно яркое и устойчивое «послесвечение», которое удалось зарегистрировать телескопам ZTF.
Изучив данные наблюдений за центром нашей Галактики, накопленные за последние 15 лет, исследователи выявили, что подобных вспышек ранее здесь не регистрировалось. Также, ее возникновение, произошедшее через несколько дней после слияния черных дыр, полностью соответствует прогнозам относительно развития этого процесса. Авторы предполагают, что через несколько лет, когда вновь образовавшаяся черная дыра, вращаясь, достигнет плотных участков аккреционного диска, свечение повторится.
«Вспышка возникла в оптимальный момент и в оптимальной локации, что совпало с гравитационно-волновым событием, — отмечает Мэтью Грэм. — В ходе исследования мы пришли к выводу, что, вероятно, она стала следствием слияния черных дыр, хотя нельзя полностью исключить и другие объяснения».