Ученые считают, что гравитационные волны, о которых первым заговорил Альберт Эйнштейн, вытолкнули черную дыру из галактического центра.
Вещество в черных дырах расположено настолько плотно, что свету и другому электромагнитному излучению не удается вырваться из лап ее гравитационных полей. Но объекты все же оставляют заметные следы на окружающем газе, звездах и галактиках.
Конкретная дыра отдалена на 8 миллиардов световых лет от нас. По предварительным подсчетам, для ее смещения потребовалось, чтобы в один момент взорвалось 100 миллионов звезд, причем сверхновых. Подобный эффект может повториться при столкновении двух небольших сверхмассивных черных дыр. Есть мнение, что именно это и создало волны.
Обнаруженная черная дыра весит больше миллиарда солнц. Это стало наилучшим подтверждением возможности сливания сверхмассивных черных дыр.
«Казалось, что мы наблюдаем нечто невероятно странное», – сообщил Марко Чиаберге из Института космического телескопа (STScI) и университета Джона Хопкинса.
«Использовав телескоп Хаббл, Слоановский цифровой обзор и рентгеновскую обсерваторию Чандра, мы вывели всего одну возможную предысторию», – добавил он. – «Оказалось, что мы получили намного больше рентгеновского, ультрафиолетового излучения и ближнего инфракрасного света, чем у любой иной черной дыры».
Впервые гравитационные волны удалось отыскать только в прошлом году. Это сделала лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO). Она уловила характерную вибрацию двух солнечных черных дыр, слившихся в одну большую. Об этих волнах упомянул более 100 лет назад Альберт Эйнштейн. Они напоминают рябь, как ту, что образуется, когда тяжелый камень бросают в воду.
После анализа данных стало ясно, что перед нами квазар, расположенный далеко от ядра галактики. Квазары – необычайно яркие, отдаленные объекты, питающиеся черными дырами.
«Мне казалось, что мы заметим множество объединяющихся и нестабильных галактик вокруг квазаров. Но было удивительно натолкнуться на явно отодвинутый от ядра квазар. К тому же галактика оказалась еще и правильно сформированной», – говорит Чиаберге.
Выяснилось, что найденная черная дыра отошла от центра на 35 000 световых лет. Она продолжает затормаживаться со скоростью около 4,7 миллиона миль в час.
Этой скорости хватило бы, чтобы добраться от Земли до Луны за 3 минуты. Если ситуация не изменится, то черная дыра попрощается со своими галактическими пределами через 20 миллионов лет.
Чиаберге полагает, что слияние двух галактик стало подготовительным этапом для изгнания черной дыры. Когда две галактики слились, их черные дыры заняли центр вновь воссозданной эллиптической галактики. Это и начало создавать рябь в пространстве и времени.
Подозреваемые черные дыры отличались по размерам и скорости вращения. Из-за этого пространственная рябь набирала силу в едином выбранном направлении. Когда же они столкнулись, гравитационные волны исчезли, а вновь созданный гигант отскочил в ином направлении от наиболее сильных волн.
«Масса и направление вращения черных дыр до момента слияния влияют на смену привычной симметрии», – сказал Колин Норман, астрофизик из Университета Джона Хопкинса. – «Поэтому такие объекты – настолько редкий случай».
Однажды будущим обсерваториям хватит мощности, чтобы обнаружить гравитационные волны от сверхмассивных слияний черных дыр и других явлений с более высокой энергией.