Астрономи побачили в небі яскравий спалах. Це зіткнулися дві чорні діри

Вперше в історії науки астрономам вдалося побачити зіткнення двох невидимих об’єктів – чорних дір. Одним із наслідків удару став яскравий спалах світла, завдяки якому вчені й змогли розгледіти це рідкісне явище.

Чорні діри не можуть випромінювати світло за визначенням: їхня гравітація настільки велика, що вирватися з її обіймів не під силу ані фізичним об’єктам, ані електромагнітному випромінюванню. Так що цей випадок можна вважати якщо не унікальним, то щонайменше виключно рідкісним явищем.

В результаті удару і подальшого злиття двох чорних дір утворилося нове небесне тіло, маса якого перевищує сонячну приблизно в 100 разів.

Досі про зіткнення двох таких потужних об’єктів дізнавалися лише за непрямими ознаками – наприклад, зафіксувавши приладами породжені ударом гравітаційні хвилі.

Однак цього разу злиття відбулося поблизу третьої чорної діри, значно більшої маси. Її гравітація різко відштовхнула об’єкт, що утворився в результаті зіткнення, змусивши його прокреслити яскраву лінію у навколишній речовині (акреційному диску).

“Якщо наведені у статті дані точні, це відкриття дає науці неоціненну інформацію про середовище, у якому народжуються джерела гравітаційних хвиль, – пояснив ВВС професор кафедри астрономії Женевського університету Тассос Фрагос. – Однак достеменно підтвердити взаємозв’язок між електромагнітними і гравітаційними коливаннями в даному конкретному випадку неможливо”.

Побачити невидиме

Існування гравітаційних хвиль передбачив Альберт Ейнштейн ще понад 100 років тому, але вперше їх вдалося виявити лише у 2015 році. Два роки по тому це відкриття отримало Нобелівську премію з фізики.

Уявіть собі, що хтось за вашою спиною кинув у річку камінь.

Ви не бачили, як це сталося, але обернулися, почувши сплеск. Оскільки сам камінь вже пішов під воду, його ви не бачите – але можете досить точно сказати, де саме він впав, оскільки бачите кола, що розходяться по поверхні навколо місця падіння.

Приблизно те саме відбулося на відстані декількох мільярдів світлових років від Землі у напрямку сузір’я Фенікса. 21 травня 2019 року обсерваторія LIGO у США і європейський детектор Virgo зафіксували гравітаційні хвилі, що виходили звідти.

 

Вчені зрозуміли, що там сталося зіткнення двох чорних дір, розрахували приблизне місце удару – і стали пильно спостерігати за цією областю космосу.

Результати спостережень виявилися несподіваними. З високою ймовірністю одним із наслідків зіткнення став яскравий спалах світла, зафіксований телескопом у Сан-Дієго буквально за кілька днів.

Але як пояснити спалах злиттям двох невидимих ​​тіл?

Як пояснюють астрономи, скоріше за все, надмасивна чорна діра, що знаходилася поблизу від місця удару, надала новому об’єкту додаткового прискорення – і той помчав по довгій еліптичній орбіті, розсікаючи навколишню космічну речовину зі швидкістю близько 200 км/с.

Оскільки чорні діри мають гігантську масу, навколо них накопичується шар розпеченого тертям газу, що має назву акреційний диск. У ньому телескопи й помітили яскравий спалах, що збігається з гравітаційними хвилями за часом і напрямком.

 

“Коли газ розсікає подібний масивний об’єкт, який швидко мчить, відбувається яскравий спалах, який можна розгледіти у телескоп”, – пояснює один з авторів відкриття, професор астрономії Каліфорнійського технологічного інституту Баррі Маккернан.

Астрономи продовжують спостереження і очікують, що через кілька років спалах повториться – коли на зворотному шляху новий об’єкт знову проріже розпечений газ, що оточує надмасивну чорну діру.

Вчені сподіваються, що завдяки таким виключно рідкісним подіям їм вдасться краще розрахувати розташування інших чорних дір та краще зрозуміти природу цих загадкових об’єктів.

“Будь-яке несподіване відкриття, що ставить під питання прийняті на сьогодні теорії, народжує нові можливі пояснення і допомагає нам наблизитися до розуміння Всесвіту, – каже професор Фрагос. – І це дивовижне відкриття якраз таке”.

ввс