Если две черные дыры сливаются посреди космоса и никого нет рядом, чтобы это увидеть, как узнать, действительно ли это происходит?

На сегодняшний день астрономы убедительно засвидетельствовали слияние черных дыр только благодаря их гравитационным волнам — едва заметной ряби в ткани пространства-времени. У этих слияний не было аналогов в электромагнитном спектре: ни взрыва, ни вспышки, ни сверхновой, ни каких-либо огней вообще.

Эти сливающиеся черные дыры были относительно небольшими, не больше, чем в несколько десятков масс Солнца. Однако слияния гораздо более крупных черных дыр, сверхмассивных, могут сопровождаться фантастическим световым шоу. Если бы мы могли захватить гравитационные и электромагнитные волны от одного и того же события, это открыло бы совершенно новое окно в изучение природы экстремальной гравитации.

Самый простой способ обнаружить сливающиеся гигантские черные дыры — это идентифицировать яркие аккреционные диски, окружающие каждую из них (известные как активные ядра галактик или АЯГ), согласно новой статье, недавно появившейся в журнале препринтов arXiv. На самом деле, возможно, у нас уже есть кандидат на скорое слияние с радиогалактикой 0402+379. Но найти эти пары мучительно сложно, требуются часы подробных наблюдений — и несколько удачных моментов.

Другой метод заключается в поиске вариабельности светового потока АЯГ. По мере того как черные дыры вращаются по орбите и неуклонно сближаются друг с другом, общая светоотдача будет меняться почти регулярно. Одним из кандидатов с таким подходом является блазар OJ 287, который светлеет примерно каждые 12 лет.

Наконец, астрономы могут обнаружить сливающиеся черные дыры благодаря доплеровскому смещению света, испускаемого парой, даже если они не могут различить отдельные черные дыры. Это похоже на метод, используемый для идентификации экзопланет вокруг далеких звезд.

Авторы статьи подчеркивают, что мы только сейчас начинаем заниматься всей этой «астрономией гравитационных волн», и нам предстоит проделать большую работу, прежде чем мы, вероятно, поймаем массовое слияние черных дыр на месте преступления. Но если бы мы это сделали, это была бы золотая жила в масштабах наблюдений взрыва килоновой — уникальная возможность изучить свойства гравитации в одной из самых экстремальных сред в космосе.