До столкновения меньше года. Ученые впервые смогут проследить за уникальным событием — слиянием черных дыр

Да, они могут поглощать окружающую материю, затягивая ее при помощи мощнейшей гравитации, однако этого недостаточно, чтобы объяснить массу сверхмассивных черных дыр. Одна из главных гипотез, которая объясняет их рост, предполагает слияния небольших черных дыр, которые формируют одну большего размера и массы.

Ее подтверждает недавнее доказательство теории Стивена Хокинга о площади черных дыр, согласно которому черная дыра, появившаяся в результате слияния двух меньших черных дыр, может исключительно набирать массу, а площадь ее горизонта событий будет не меньше суммы площадей исходных черных дыр.

Однако такие события практически невозможно обнаружить из-за их чрезвычайной редкости. Черные дыры — это что-то вроде огромных космических черепах, которые могут двигаться друг ко другу на протяжении миллиардов лет.

Однако совсем скоро мы можем стать свидетелями этого уникального события. По крайней мере, так считают китайские астрофизики, которые предположительно обнаружили две черные дыры, которые находятся в середине галактики SDSSJ1430+2303 и должны столкнуться уже через 100−300 дней. Их исследование доступно только на сервисе препринтов arXiv и пока что проходит научную проверку.

Эндрю Фабиан, астроном из Кембриджского университета, не участвовавший в исследовании, отмечает — обычно вероятность, что подобное событие произойдет так близко к нашей планете составляет 1 к 10 000.

Это событие может стать знаменательным для астрофизики, ведь ученые наконец смогут напрямую изучить давно предсказанный, однако ни разу не зафиксированный механизм роста черной дыры. Слияние может сопровождаться яркой вспышкой, а также всплеском гравитационных волн и нейтрино, которые помогут исследователям раскрыть множество деталей этого столкновения.

«Если бум таки произойдет, он подтвердит множество наших предположений», — объясняет Эмма Кун из обсерватории Конколи в Будапеште, не участвовавшая в исследовании.

Команда астрофизиков под руководством Нина Цзяна из Университета науки и технологий Китая заметила колебание яркости оптического и рентгеновского излучения в активном галактическом ядре SDSSJ1430+2303. Эти «мигания» становились все короче — за период в три года цикл сократился с одного года до месяца. Наблюдение подтвердились учеными из обсерватории NASA Swift. Согласно приблизительной оценке, сейчас черные дыры находятся друг от друга на том же расстоянии, что и Плутон от Солнца. Если «мигания» и дальше будут становиться все короче, то это будет значить, что черные дыры сольются в течении 100−300 дней.

Из-за того, что мы еще ни разу не становились свидетелями подобного события, ученым пока что сложно представить, как именно мы сможем проследить за ним. Будет это яркая вспышка, радиоизлучение или поток нейтрино — никто не знает. Точно должны появиться гравитационные волны, которые являются следами мощнейших космических событий, однако современные детекторы вряд ли смогут их уловить в полной мере.

Однако Скотт Рэнсом из Национальной радиоастрономической обсерватории США предупреждает, что на самом деле доказательства китайских ученых «довольно косвенные», а потому ожидаемое слияние двух черных дыр может оказаться миражом. До сих пор непонятно, есть ли в галактике SDSSJ1430+2303 черная дыра — не говоря уже о паре, которая должна вот-вот столкнуться.

Астрофизик-теоретик Даниэль Д’Оразио из Института Нильса Бора отмечает, что его смущают некоторые аспекты «мигания» галактики. Ученые и раньше наблюдали за SDSSJ1430+2303, однако тогда никто из исследователей не сомневался, что в ее сердце находится лишь одна черная дыра. Объяснить же нынешние колебания как-то иначе сейчас непросто — однако это необязательно должна быть двойная система из черных дыр.

Проблемой является то, что в августе 2021 года ученым пришлось прервать наблюдения, поскольку галактика спряталась за Солнцем. Теперь они пытаются вновь найти ее и проверить, изменилось ли ее «мигание», став еще короче. Эндрю Фабиан будет одним из астрономов, который займется поисками. Он уверен — если слияние на самом деле произойдет, сейчас нам нужно собрать как можно больше информации, чтобы понимать, как отслеживать подобные события в будущем.