Учёные предположили, что чёрная дыра при определённых условиях способна не только сливаться с другой, но и разделяться на две. Такой сценарий возможен для объекта, вращающегося с максимально допустимой скоростью. Быстрое вращение должно помешать образовавшимся чёрным дырам сразу снова соединиться.
Обычно разделение запрещают физические законы, связанные с термодинамикой. Чёрная дыра обладает энтропией — мерой беспорядка в системе, а её распад на два объекта означал бы уменьшение энтропии. Исследователи изучили условия, при которых это ограничение может временно не действовать.
Расчёты показали, что граница чёрной дыры, называемая горизонтом событий, при таком процессе принимает форму, напоминающую брюки: от общей верхней части отходят два «рукава», по которым расходятся новые чёрные дыры. Учёные назвали такую геометрию «топологией пары брюк». Разделение вероятнее, если один из возникших объектов значительно меньше другого.
«Две образовавшиеся чёрные дыры также должны иметь возможность разойтись, а не сразу упасть обратно друг на друга», — заявил участник команды Франческо Саннино из Неаполитанского университета имени Федерико II в Италии. По его словам, с учётом этого условия возможность распада почти исчезает, за исключением чёрных дыр, вращающихся близко к предельной скорости.
«Мы пока не можем назвать единую вероятность разделения чёрной дыры. Она зависит от того, как ведёт себя гравитация за пределами теории Эйнштейна, и мы работаем над количественной оценкой», — сказал Саннино. Он добавил, что небольшие первичные чёрные дыры, вероятно, более склонны к распаду, чем значительно более крупные астрофизические объекты.
Обнаружить подобное событие, по словам исследователя, можно косвенно — по гамма-излучению. «Мы можем обнаружить разделение косвенно: гамма-телескопы, такие как Fermi-LAT, способны искать сигналы от небольших фрагментов чёрных дыр, которые могут образовываться во время слияний», — заключил Саннино. Работа команды была опубликована 22 октября в журнале Physical Review D.