Испания: учёные впервые отследили траекторию чёрной дыры после слияния

Исследователи представили первые прямые измерения направления и скорости «отдачи» чёрной дыры, образовавшейся при слиянии в событии GW190412, зарегистрированном наземными интерферометрами в 2019 году.

Анализ тонкой структуры гравитационного сигнала показал, что новорождённый объект получил импульс свыше 50 километров в секунду — достаточно, чтобы покинуть шаровые скопления и часть компактных звёздных систем. Уточнены геометрические параметры: траектория движения образовавшейся чёрной дыры ориентирована примерно под 40 градусов относительно направления на Землю, а взаимная ориентация спинов и орбит до слияния согласуется с моделью асимметричного излучения энергии.

Результат получен благодаря методике, сочетающей реконструкцию угловой зависимости «позднего звона» чёрной дыры и предсказания общей теории относительности, что позволило восстановить трёхмерное движение источника по крошечным возмущениям пространства-времени. Практическая значимость измерений двоякая. С одной стороны, установление направления отдачи даёт инструмент для поиска электромагнитных вспышек в плотных средах — например, в окрестности активных галактических ядер, где чёрная дыра, пробивая газовый диск, может зажигать кратковременные сигналы.

С другой — согласование гравитационных и электромагнитных наблюдений повышает точность космологических калибровок, включая оценку скорости расширения Вселенной. Научная новизна работы в том, что ранее для сотен зарегистрированных слияний удавалось надёжно оценивать массы и спины, но не направление и модуль отдачи; теперь этот параметр переводится в разряд измеряемых, открывая путь к статистике эволюции чёрных дыр в различных астрофизических средах.

Десятилетие после первого обнаружения гравитационных волн позволило перейти от факта регистрации к «кинематике» источников; ожидается, что дальнейшие сезоны наблюдений и будущие космические детекторы расширят каталог событий, где возможно восстановление трёхмерной траектории.