Международная команда учёных из проектов LIGO, Virgo и KAGRA объявила об открытии двух необычных гравитационных волн в октябре и ноябре 2024 года. События GW 241011 и GW 241110 стали первыми доказательствами существования чёрных дыр второго поколения — "наследников" предыдущих чёрных дыр. Эти объекты образуются, когда новорождённая чёрная дыра захватывает компаньона и снова сливается с ним.
Обнаружение двух слияний расширило наше понимание эволюции чёрных дыр и фундаментальных процессов вселенной. Гравитационные волны, предсказанными Эйнштейном в 1916 году, впервые зафиксировали обсерватории LIGO и Virgo в 2015 году. Они представляют собой колебания пространства-времени, вызванные мощными событиями, такими как слияние чёрных дыр.
Анализ данных позволяет определить массу, скорость, направление вращения чёрных дыр, расстояние до события и другие параметры. За время четвёртого цикла наблюдений, к которому присоединилась японская обсерватория KAGRA, зарегистрировано 296 событий. Два из них — GW 241011 и GW 241110 — стали самыми интересными.
GW 241011 впервые обнаружено 11 октября 2024 года на расстоянии 700 млн световых лет. Оно вызвано слиянием релятивистских объектов массой 17 и 7 солнечных масс. Более массивная чёрная дыра вращалась с скоростью близкой к световой. Это подтверждает свойства чёрных дыр, предсказанные Эйнштейном.
Второе событие, GW 241110, зафиксировано 10 ноября 2024 года на расстоянии 2,4 млрд световых лет. Оно связано со слиянием чёрных дыр массой 16 и 8 солнечных масс. Одна из "сердец тьмы" вращалась в противоположном направлении, что ранее не наблюдалось. Это также подтверждает предсказания Эйнштейна.
Оба события указывают на появление чёрных дыр второго поколения, образовавшихся в плотных средах, например, в звёздных скоплениях. По крайней мере одна чёрная дыра каждой пары появилась из умершей звезды, а слияние стало следующим этапом их эволюции. Разнонаправленное вращение чёрных дыр подтверждает их происхождение из разных мест. Это показывает эволюцию чёрных дыр как сложную взаимодействующую систему.
Стабильность вращения удалённых чёрных дыр GW 241110 даёт важные выводы для фундаментальной физики. Ранее допускалось существование гипотетических сверхлёгких бозонов. Однако GW 241110 указывает на их отсутствие. Если бы они существовали, скорость вращения чёрных дыр изменилась бы из-за потери энергии. Но этого не произошло, подтверждая стандартную модель.
Кстати, наверное, многие задавались вопросом: почему на наших иллюстрациях аккреционные диски вокруг чёрных дыр только синие, ну или, максимум, голубые? Они очень горячие: их температура может достигать от сотен тысяч до миллиардов градусов. Из-за этого они излучают в основном в ультрафиолетовом диапазоне, а иногда и в рентгене. А ультрафиолет длинноволнового диапазона (315–400 нм) воспринимается сетчаткой человеческих глаз(если их защитить, иначе можно спалить глаза навсегда) как синий свет.