До зіткнення менше року. Вчені вперше зможуть простежити за унікальною подією — злиттям чорних дір

Так, вони можуть поглинати навколишню матерію, затягуючи її за допомогою надпотужної гравітації, проте цього недостатньо, щоб пояснити масу надмасивних чорних дірок. Одна з головних гіпотез, що пояснює їх зростання, передбачає злиття невеликих чорних дір, які формують одну більшого розміру та маси.

Її підтверджує недавнє доведення теорії Стівена Гокінга про площу чорних дірок, згідно з яким чорна діра, що з’явилася в результаті злиття двох менших чорних дір, може виключно набирати масу, а площа її горизонту подій буде не менше суми площ вихідних чорних дір.

Однак такі події практично неможливо виявити через їх надзвичайну рідкість. Чорні діри — це щось подібне до величезних космічних черепах, які можуть рухатися одна до одної протягом мільярдів років.

Однак незабаром ми можемо стати свідками цієї унікальної події. Принаймні так вважають китайські астрофізики, які можливо виявили дві чорні діри, які знаходяться в середині галактики SDSSJ1430+2303 і повинні зіткнутися вже через 100−300 днів. Їхнє дослідження доступне тільки на сервісі препринтів arXiv і поки що проходить наукову перевірку.

Ендрю Фабіан, астроном з Кембриджського університету, який не брав участі в дослідженні, зазначає — зазвичай ймовірність, що подібна подія станеться так близько до нашої планети 1 до 10 000.

Ця подія може стати знаменною для астрофізики, адже вчені нарешті зможуть безпосередньо вивчити давно передбачений, проте жодного разу не зафіксований механізм зростання чорної діри. Злиття може супроводжуватися яскравим спалахом, а також сплеском гравітаційних хвиль та нейтрино, які допоможуть дослідникам розкрити безліч деталей цього зіткнення.

«Якщо бум таки відбудеться, він підтвердить безліч наших припущень», — пояснює Емма Кун з обсерваторії Конколі в Будапешті, яка не брала участі в дослідженні.

Команда астрофізиків під керівництвом Ніна Цзяна з Університету науки та технологій Китаю помітила коливання яскравості оптичного та рентгенівського випромінювання в активному галактичному ядрі SDSSJ1430+2303. Ці «миготіння» ставали все коротшими — за період у три роки цикл скоротився з одного року до місяця. Спостереження підтвердилося вченими з обсерваторії NASA Swift. Згідно з приблизною оцінкою, зараз чорні діри знаходяться одна від одної на тій самій відстані, що й Плутон від Сонця. Якщо «миготіння» і далі ставатимуть усе коротшими, то це означатиме, що чорні діри зіллються протягом 100−300 днів.

Через те, що ми ще жодного разу не ставали свідками подібної події, вченим поки що важко уявити, як ми зможемо простежити за ним. Чи буде це яскравий спалах, радіовипромінювання чи потік нейтрино — ніхто не знає. Точно мають з’явитися гравітаційні хвилі, які є слідами найпотужніших космічних подій, проте сучасні детектори навряд чи зможуть їх повною мірою вловити.

Проте Скотт Ренсом із Національної радіоастрономічної обсерваторії США попереджає, що насправді докази китайських учених «досить непрямі», а тому очікуване злиття двох чорних дір може виявитися міражем. Досі незрозуміло, чи є в галактиці SDSSJ1430+2303 чорна діра — не кажучи вже про пару, яка має ось-ось зіткнутися.

Астрофізик-теоретик Даніель Д’Оразіо з Інституту Нільса Бора зазначає, що його бентежать деякі аспекти «миготіння» галактики. Вчені й раніше спостерігали за SDSSJ1430+2303, проте тоді ніхто з дослідників не сумнівався, що в її серці є лише одна чорна діра. Пояснити ж нинішні коливання якось інакше зараз непросто — проте це необов’язково має бути подвійна система із чорних дір.

Проблемою є те, що у серпні 2021 року вченим довелося перервати спостереження, оскільки галактика сховалася за Сонцем. Тепер вони намагаються знову знайти її й перевірити, чи змінилося її «миготіння», ставши ще коротшим. Ендрю Фабіан буде одним із астрономів, який займеться пошуками. Він упевнений — якщо злиття справді відбудеться, зараз нам потрібно зібрати якнайбільше інформації, щоб розуміти, як відстежувати подібні події в майбутньому.