Иллюстрация во время объявления результатов исследования GW190521
Сигналы, обнаруженные детекторами LIGO Hanford (слева), LIGO Livingston (по середине), и Virgo (справа)

GW190521 (изначально именован как S190521g[1]) — зарегистрированный 21 мая 2019 года гравитационно-волновой всплеск, произошедший в результате слияния двух чёрных дыр. Наблюдение проводилось на детекторах LIGO и Virgo в 03:02:29 UTC, данные о событии были опубликованы 2 сентября 2020 года[2].

Слияние произошло 7 млрд лет назад на расстоянии 17 млрд световых лет[к. 1] от Земли (красное смещение z ~ 0.82±0.3)[3] Это самое далекое зарегистрированное слияние из известных[4]. Положение источника сигнала определено областью неба в 765 кв. градусов[к. 2][5][6][7] в созвездиях Волос Вероники, Гончих Псов и Феникса[8][9][10][11].

Установлено, что произошло слияние чёрных дыр массами 85 и 66 M, и это на время обнаружения стало слиянием самых больших известных человечеству объектов. В результате слияния образовалась чёрная дыра в 142 M, что стало первым явным свидетельством обнаружения чёрной дыры средней массы. Потерянные 9 M превратились в энергию гравитационных волн[3][1][12][13]. Обнаруженный сигнал длился менее одной десятой секунды[3].

Научные результаты

Считается, что чёрные дыры с массой менее 65 M могут образовываться в результате вспышки сверхновой. В то же время предполагается, что черные дыры массой до 135 M могут появлятся после коллапса звезд[4]. Так, событие GW190521 стало первым экспериментальным подтверждением гипотезы о том, что более тяжёлая чёрная дыра в паре слияния может быть образована после предыдущего слияния чёрных дыр[13]. Соответственно, исследователи рассматривают гипотезу иерархического слияния, когда две исходные чёрные дыры образовываются в результате слияния меньших чёрных дыр[3].

Зарегистрированное событие проявило эффекты гравитации, которые дают возможность по‑новому проверить общую теорию относительности, согласно которой двойные системы с весьма разными массами будут создавать гравитационные волны более высоких гармоник[13].

Наблюдения в электромагнитном спектре

В июне 2020 года астрономы с помощью автоматического обзорного телескопа Цвикки (англ.), расположенного в Паломарской обсерватории в Калифорнии, наблюдали вспышку света, которая предположительно связана с GW190521. Согласно гипотезе, во время слияния двух черных дыр в непосредственной близости была другая (третья) больша́я чёрная дыра, и она спровоцировала световую вспышку. Если это подтвердится, то это станет первым в истории наблюдением световой вспышки во время слияния двух черных дыр[9][14][10][15]. Во время слияния чёрных дыр, как правило, не должно быть светового излучения. И здесь астрономы считают, что для трёх черных дыр уже произошло уникальное событие: третья сверхмассивная черная дыра, возможно, повлияла на слияние двух меньших, и отправила новоиспечённую черную дыру через связанный аккреционный диск, и материя диска произвела вспышку света. По предположениям астрономов, новообразованная черная дыра превышала более чем в 100 раз M и двигалась по диску со скоростью 200 км/с[16].

Астрономы предсказывают повторную вспышку света от рассматриваемых объектов из-за повторного столкновения с соответствующим аккреционным диском, что по расчётам должно произойти примерно через 1,6 года[14]. Если в декабре 2020 года предсказанная вспышка будет наблюдаться, то озвученные утверждения получат своё подтверждение[16].

См. также