Астрономи зафіксували одну з найзагадковіших подій у сучасній астрофізиці. Детектори гравітаційних хвиль виявили злиття масивних чорних дір, а вже через кілька секунд телескопи зафіксували гамма-спалах із тієї ж області неба. Якщо зв’язок підтвердиться, це може змінити уявлення про те, як поводяться чорні діри.
Злиття чорних дір і загадковий гамма-спалах
У листопаді 2024 року обсерваторії LIGO, Virgo та KAGRA зареєстрували сигнал гравітаційних хвиль від події, що отримала позначення S241125n. Він виник під час злиття подвійної системи чорних дір.
Приблизно через 11 секунд після сигналу космічний телескоп NASA Swift зафіксував короткий гамма-спалах у тому ж секторі неба. Пізніше китайський супутник Einstein Probe також виявив рентгенівське післясвітіння, що може бути пов’язаним із цією подією.
Дослідники підкреслюють, що ймовірність випадкового збігу дуже низька. За оцінками, подібний збіг може траплятися приблизно раз на 30 років спостережень.
Подія на відстані мільярдів світлових років
Сигнал гравітаційних хвиль подолав приблизно 4,2 мільярда світлових років, перш ніж досяг Землі. Це означає, що зіткнення сталося тоді, коли Всесвіт був значно молодшим.
За оцінками астрономів, загальна маса системи перевищувала 100 мас Сонця, що робить її одним із наймасивніших відомих злиттів чорних дір зоряної маси. Більшість подібних подій, які раніше фіксували детектори LIGO, мають значно меншу сумарну масу.
Такі великі чорні діри могли сформуватися внаслідок серії попередніх злиттів або інших екзотичних процесів еволюції зоряних систем.
Можливе пояснення: середовище активного ядра галактики
Згідно з моделлю міжнародної команди дослідників з Китаю та Італії, злиття могло відбутися не у вакуумі космосу, а всередині диска активного галактичного ядра (AGN) — густої області газу та пилу навколо надмасивної чорної діри.
Після злиття новоутворена чорна діра могла отримати потужний гравітаційний “удар” і почати рухатися крізь густий газ. У такому середовищі вона швидко поглинала матерію, що могло призвести до надзвичайно інтенсивної акреції.
Цей процес здатний запускати релятивістські джети — потужні струмені частинок і випромінювання, які рухаються майже зі швидкістю світла. Коли такі джети прориваються крізь щільний диск газу, вони можуть створювати ударні хвилі та короткі гамма-спалахи.
Саме такий механізм може пояснити незвичайні характеристики випромінювання, зафіксовані телескопом Swift.
Новий етап мульти-месенджерної астрономії
Якщо зв’язок між гравітаційними хвилями та гамма-спалахом підтвердиться, це стане важливим кроком для мульти-месенджерної астрономії — методу, який поєднує різні способи спостереження за космічними подіями.
Дотепер злиття чорних дір реєстрували переважно лише за допомогою гравітаційних хвиль. Подія S241125n може показати, що за певних умов такі зіткнення також здатні створювати електромагнітне випромінювання, яке можуть побачити телескопи.
Це відкриває нові можливості для вивчення еволюції чорних дір, структури галактичних ядер і навіть для точніших вимірювань розширення Всесвіту.
За матеріалами: phys.org