Ученые из Шанхайской астрономической обсерватории обнаружили свидетельства того, что двойные черные дыры могут существовать не в изоляции, а под влиянием еще более загадочного объекта — скрытого поблизости массивного компаньона. Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, проливает свет на тайну формирования этих космических феноменов.
Исследовательская группа под руководством доктора Вэньбяо Ханя сообщила о веских доказательствах того, что слияние двойной черной дыры, известное как событие GW190814, вероятно, произошло под гравитационным воздействием третьего компактного объекта, возможно, сверхмассивной черной дыры. Это первое в мире открытие, подтверждающее наличие третьего тела при слиянии двойных черных дыр.
Анализируя событие GW190814, команда заметила поразительно неравное соотношение масс сливающихся черных дыр — почти 10:1. По мнению соавтора исследования, доктора Шучэна Яна, такой дисбаланс указывает на то, что пара, скорее всего, была частью тройной системы со сверхмассивной черной дырой, которая постепенно сближала их. Если слияние происходит рядом с третьим объектом, его гравитация вызывает ускорение, которое изменяет частоту гравитационных волн из-за эффекта Доплера, оставляя в сигнале отчетливый «отпечаток».
Для обнаружения этого «отпечатка» ученые разработали специальный шаблон гравитационных волн и применили байесовский анализ. Результаты показали, что для GW190814 модель с ускорением значительно превосходит традиционную модель «изолированной двойной черной дыры». Это убедительно подтверждает наличие третьего объекта в системе.
Это открытие позволяет предположить, что двойные черные дыры в GW190814 сформировались не в изоляции, а были частью более сложной гравитационной системы. Новое поколение наземных и космических детекторов гравитационных волн, таких как телескоп Эйнштейна, LISA и Taiji, позволит ученым с еще большей точностью улавливать тонкие вариации в сигналах, что поможет лучше понять процессы формирования и эволюции двойных черных дыр.