Исследователи, изучающие последствия столкновения гигантских черных дыр подтвердили гравитационное явление, предсказанное Альбертом Эйнштейном столетие назад.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature, явление, известное как прецессия, похоже на колебательное движение, которое иногда наблюдается у черных дыр, когда они сливаются в одну. Когда два массивных объекта сблизились, они вызвали огромную рябь в ткани пространства-времени, известную как гравитационные волны, которые распространились по космосу, унося энергию и угловой момент от слившихся черных дыр.

Впервые ученые обнаружили эти волны, исходящие от черных дыр, в 2020 году с помощью Лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) в США и гравитационно-волновых датчиков Virgo в Италии. Теперь, после нескольких лет изучения волновых моделей, исследователи подтвердили, что одна из черных дыр вращалась с рекордной скоростью — в 10 млрд быстрее, чем когда-либо.

Исследователи наблюдали прецессию на всех этапах, но не в таких больших объектах как бинарные системы черных дыр, в которых два «космических пылесоса» вращаются вокруг общего центра. Однако общая теория относительности Эйнштейна более 100 лет назад предсказала, что прецессия должна происходить в таких больших объектах, как бинарные черные дыры.

«Мы всегда думали, что бинарные черные дыры могут делать это, — отметил автор исследования Марк Ханнам, директор Института гравитационных исследований при Кардиффском университете в Великобритании, в своем заявлении. — Мы надеялись обнаружить такой пример с тех пор, как были обнаружены первые гравитационные волны. Нам пришлось ждать пять лет и провести более 80 исследований».

Черные дыры, о которых идет речь, во много раз массивнее Солнца, причем большая из них оценивается примерно в 40 солнечных масс. Исследователи впервые узнали о бинарной паре в 2020 году, когда LIGO и Virgo зафиксировали взрыв гравитационных волн, выпущенных предполагаемым столкновением двух черных дыр. Команда назвала это столкновение GW200129, по дате его обнаружения.

Например, в мае 2022 года группа исследователей рассчитала, что слияние двух черных дыр было одновременно массивным и однобоким: гравитационные волны вырвались из столкновения в одном направлении, в то время как новая слившаяся черная дыра, вероятно, была «выброшена» из родной галактики со скоростью более 4,8 млн км/ч в противоположном направлении.