В результате столкновения черных дыр могут возникать не только гравитационные волны, но и вспышки света. Для этого подобное слияние должно происходить рядом со сверхмассивной черной дырой. К такому выводу пришли астрономы, статью которых опубликовал научный журнал Physical Review Letters. "Сверхмассивная черная дыра в центре галактики J1249+3449, где произошла вспышка GW190521g, мирно "сопела" 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", – рассказал один из авторов статьи, научный руководитель обсерватории ZTF Мэтью Грэм.
Ученые считают, что слияния пар черных дыр, а также одиночных черных дыр и других компактных объектов, не могут быть источниками вспышек света или других типов электромагнитного излучения. По сути, подобные события можно обнаружить только с помощью детекторов гравитационных волн, таких как LIGO и VIRGO. Эти инструменты отслеживают, как "растягивается" пространство–время под действием гравитационных волн (подробнее об этом можно прочитать в нашем материале).
О том, что это утверждение может быть не верно, ученые узнали в 2016 году. Тогда астрономы, работавшие с телескопом Fermi, рассказали, что зафиксировали слабую вспышку света, источником которого было событие GW150914, котороые было первым экспериментальным подтверждением того, что гравитационные волны существуют. Однако впоследствии астрономы усомнились в своем открытии. Сейчас ученые смогли зафиксировать лишь вспышки света, от слияний пар нейтронных звезд – так называемые "килоновые", но не черных дыр и других объектов.
Грэм и его коллеги уверены, что открыли первый пример световой вспышки, источником которой было слияние двух черных дыр. К такому выводу они пришли, изучая данные телескопа ZTF, который предназначен для поиска сверхновых и других похожих событий. Анализируя снимки той части созвездия Волос Вероники, где была зафиксирована вспышка GW190521g, участники проекта ZTF заметили, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики J1249+3449 в этой области космоса неожиданным образом "проснулась" и выработала мощную вспышку света.
Изначально ученые предполагали, что этот всплеск активности сверхмассивной черной дыры просто совпал с моментом рождения GW190521g. Последующий анализ времени появления этой вспышки, ее силы и других параметров указал на то, что это совпадение не было случайностью. Как предполагают астрофизики, и гравитационные волны, и вспышку света породило столкновение двух черных дыр звездной массы, которые располагаются рядом с более тяжелой черной дырой. Эта видимая вспышка света, как считают ученые, возникла благодаря тому, что пара черных дыр находилась внутри диска аккреции – "бублика" из раскаленной материи и газа, который окружает сверхмассивную черную дыру. В результате их слияния новая, более крупная черная дыра была "катапультирована" из этого диска. Из-за этого окружающая ее материя разогрелась и образовала вспышку.
В пользу этого, в частности, говорит то, что продолжительность этой вспышки, ее спектр и некоторые другие характеристики не похожи на стандартные источники света в окрестностях сверхмассивных черных дыр. Обычно это происходит в тех случаях, когда притяжение черной дыры разрывает звезду на части или же светило заканчивает свою жизнь в ходе взрыва сверхновой. Вдобавок, на протяжении предыдущих 15 лет наблюдений, до мая 2019 года, уровень активности этой сверхмассивной черной дыры был достаточно низким. Это ставит под сомнение то, что она внезапно "пробудилась" и начала поглощать большие количества материи из окружающего ее диска из газа и пыли.
Окончательные подтверждения этой теории, как ожидают Грэм и его коллеги, можно будет получить через несколько лет, когда новорожденная черная дыра еще раз пролетит через диск аккреции и породит новую вспышку. При этом ученые надеются, что они получат возможность проследить за другими подобными событиями уже в ближайшее время, когда LIGO и VIRGO снова начнут работать.
