Ученые из Китая и Италии выявили возможную корреляцию между гравитационными волнами и световой вспышкой, порожденной в процессе слияния двух черных дыр. Анализ уникального космического явления под обозначением S241125n, проведенный 13 марта, был размещен на портале Science X.
Обсерватории LIGO-Virgo-KAGRA зарегистрировали гравитационные волны от слияния двойной системы черных дыр в ноябре 2024 года. Спустя приблизительно 11 секунд после этого события орбитальный телескоп Swift (NASA) отметил в той же области неба короткий гамма-всплеск, а китайский аппарат Einstein Probe зафиксировал рентгеновское послесвечение.
Так как столкновения черных дыр традиционно рассматриваются как «темные» процессы, не сопровождающиеся излучением света, одновременная регистрация гравитационных волн и электромагнитного сигнала представляет собой научную аномалию. Исследователи подчеркивают, что их оценка вероятности сознательно консервативна, а реальный шанс случайного совпадения может быть еще меньше.
Согласно проведенным вычислениям, общая масса слившихся объектов составила более 100 солнечных масс, что делает эту пару одной из наиболее массивных среди когда-либо наблюдавшихся черных дыр звездной массы. Энергия, светимость и длительность вспышки соответствуют параметрам обычных коротких гамма-всплесков, однако спектральные характеристики излучения отличаются: начальный выброс был «мягче», а послесвечение — «жестче» стандартного. Это намекает на существование особого механизма генерации излучения.
Сигнал от столкновения достиг Земли, преодолев расстояние около 4,2 миллиарда световых лет. Ученые полагают, что подобные события могут происходить, когда две черные дыры сливаются внутри плотного диска из газа и пыли, окружающего сверхмассивную черную дыру в сердце галактики — так называемого аккреционного диска активного галактического ядра. В этих зонах колоссальные объемы материи вращаются вокруг центрального объекта, формируя среду, насыщенную «топливом». Слияние двойной системы черных дыр в подобных условиях происходит в плотной материальной среде.
Согласно предложенной модели, в момент слияния новая черная дыра получает мощный толчок из-за асимметричного излучения гравитационных волн. Начиная движение сквозь окружающий газ, она стремительно поглощает материю на своем пути. Скорость этого поглощения может существенно превышать предел, при котором черная дыра способна стабильно аккрецировать вещество.
Данный процесс превращает черную дыру в «ненасытный двигатель». Интенсивная аккреция в намагниченной среде инициирует формирование релятивистских джетов — струй излучения и частиц, которые выбрасываются наружу почти со скоростью света за счет энергии вращения. Пробиваясь сквозь массивный диск активного ядра галактики, джет создает ударные волны в плотном газе.
Изначально энергия остается заключенной внутри диска, нагревая газ. Однако в момент прорыва струи на поверхность фотоны высвобождаются. Результатом становится всплеск высокоэнергетического излучения, исходящий из центра галактики.
Авторы исследования утверждают, что такой механизм способен генерировать короткие гамма-всплески, которые обычно связывают со слияниями нейтронных звезд, а не черных дыр. Подобный «шоковый прорыв» из диска дает тепловой гамма-спектр. Это согласуется с данными наблюдений телескопа Swift за событием S241125n, где мгновенное излучение оказалось аномально «мягким» в сравнении с типичными короткими гамма-всплесками.
Журнал Science Daily 14 марта сообщил об обнаружении паутинообразных хребтов на Марсе. Согласно публикации, находка свидетельствует о более длительном существовании грунтовых вод, чем предполагалось ранее.