Впервые измерена скорость и направление отдачи новорождённой чёрной дыры

Иллюстрация слияния двух чёрных дыр и создаваемых ими гравитационных волн. Автор: Галисийский институт физики высоких энергий

Международная команда исследователей впервые измерила скорость и направление отдачи новорождённой чёрной дыры, образовавшейся в результате слияния двух других. Это достижение стало возможным благодаря анализу гравитационных волн от события GW190412, зарегистрированного в 2019 году.

Гравитационные волны — это рябь в ткани пространства-времени, которая распространяется со скоростью света и несёт информацию о своих источниках. Они позволяют наблюдать астрофизические явления, не испускающие свет, такие как слияния чёрных дыр.

Когда две чёрные дыры сливаются, результирующая дыра излучает гравитационные волны неравномерно в разных направлениях. Этот дисбаланс вызывает «отдачу» — остаточная чёрная дыра может отлетать со скоростью тысяч километров в секунду, что достаточно для выхода из родной галактики.

Профессор Хуан Кальдерон-Бустильо, ведущий автор исследования, объясняет: «Слияния чёрных дыр можно понимать как суперпозицию различных сигналов, подобно музыке оркестра. Однако этот оркестр особенный: слушатели в разных позициях вокруг него записывают разные комбинации инструментов, что позволяет понять, где именно они находятся».

Команда установила, что отдача остатка GW190412 превысила 50 км/с — достаточно, чтобы выбросить чёрную дыру из шарового скопления. Также было определено направление отдачи относительно Земли.

Доктор Коустав Чандра отмечает: «Это одно из немногих явлений в астрофизике, где мы не просто что-то обнаруживаем — мы восстанавливаем полное 3D-движение объекта, находящегося за миллиарды световых лет, используя только рябь в пространстве-времени».

Измерение направления отдачи чёрных дыр открывает новые возможности для изучения слияний с помощью как гравитационных, так и электромагнитных сигналов.