Используя гравитационные волны можно поймать «сбежавшие» черные дыры

Исследователи разработали новый метод для обнаружения и измерения одного из самых мощных и самых загадочных событий во Вселенной – ухода черной дыры за пределы своей галактики в межгалактическое пространство со скоростью, достигающей 5 000 километров в секунду.

Метод, разработанный учеными из Кембриджского университета, может быть использован для обнаружения и измерения так называемых «суперстолкновений» черных дыр, которые возникают, когда две вращающиеся сверхмассивные черные дыры сталкиваются друг с другом, и отдача при этом настолько сильна, что остатки черной дыры после слияния теряют свое местоположение и покидают галактику целиком. Результаты представлены в журнале Physical Review Letters.

Ранее в этом году, сотрудничество в рамках проекта LIGO объявило о первом обнаружении гравитационных волн – рябь в ткани пространства-времени – возникших от столкновения двух черных дыр, подтверждая важное предсказание общей теории относительности Эйнштейна и ознаменовывая начало новой эры в астрономии.

Когда две черные дыры вращаются между собой, они излучают гравитационные волны сильно асимметричным образом, что приводит к чистому выбросу импульса в некотором выделенном направлении. Когда черные дыры, наконец, сталкиваются, происходит отдача, как при выстреле. И когда черные дыры быстро вращаются в определенных направлениях, скорость отдачи может достигать 5 000 километров в секунду, что превышают скорость даже самых массивных галактик.

Исследователи из Кембриджа разработали новый метод для обнаружения этих ударов на основе сигнала гравитационной волны, с помощью эффекта Доплера. Обнаружение этого неуловимого эффекта требует экспериментов с гравитационными волнами, способными наблюдать слияние черных дыр с очень высокой точностью. По мнению исследователей, новый космический детектор гравитационных волн, известный как eLISA, финансируемой Европейским космическим агентством и готовящийся к запуску в 2034 году, будет достаточно мощным для обнаружения некоторых из этих «сбежавших» черных дыр. В 2015 году ЕКА запустила проект LISA Pathfinder, который успешно тестировал нескольких технологий, которые могут быть использованы для измерения гравитационных волн из космоса.