Что такое убегающие чёрные дыры?

В прошлом году астрономы очень заинтересовались астероидом, который проходил через Солнечную систему откуда-то извне. Он двигался со скоростью примерно 68 км/с — в два раза превышающей скорость вращения Земли вокруг Солнца. Но что, если есть что-то более быстрое и большее? Портал Theconversation.com рассказал о феномене убегающих черных дыр.

Первая — это «гипотеза отсутствия волос», которая утверждает, что черные дыры можно отличить только по трем параметрам: их массе, вращению и электрическому заряду. А вот во-вторых, нужно вспомнить знаменитую формулу Эйнштейна, которая гласит, что энергия имеет массу. В случае черной дыры решение Керра показывает, что до 29% массы черной дыры может существовать в форме энергии вращения.

Английский физик Роджер Пенроуз 50 лет пришел к выводу, что эту вращательную энергию черных дыр можно высвободить. По сути, вращающаяся черная дыра — это батарея, способная выделять огромное количество вращательной энергии.

Черная дыра может содержать примерно в 100 раз больше извлекаемой энергии, чем звезда той же массы. Если две черные дыры сольются в одну, большая часть этой энергии может быть высвобождена за считанные секунды.

20 лет суперкомпьютерных вычислений потребовалось, чтобы рассчитать, что происходит, когда две вращающиеся черные дыры сливаются и создают гравитационные волны. В зависимости от того, как вращаются черные дыры, энергия гравитационных дыр может быть более мощной в одном направлении, чем в других. И это заставляет черные дыры двигаться с большой скоростью в противоположном направлении.

Поэтому, если вращения двух сталкивающихся черных дыр правильно объединить, образовавшаяся объединенная черная дыра может ускоряться до тысяч километров в секунду.

Но эти расчеты были лишь теорией. По крайней мере, до тех пор, пока обсерватории LIGO и Virgo не начали регистрировать сигналы гравитационных волн, испускаемых парой сталкивающихся черных дыр в 2015 году. Самой интересной находкой при этом стала т.н. Рингдауны черных дыр — это своего рода звонки вновь образовавшейся дыры, на основании чего можно делать предположения о ее вращении. Чем быстрее вращается черная дыра, тем ниже звук.

Другие, более качественные наблюдения за слияниями черных дыр, показали, что некоторые пары имеют случайную ориентацию осей вращения, а многие из них имеют очень высокие энергии вращения. То есть убегающие черные дыры вполне могут существовать в реальности. Двигаясь со скоростью 1% скорости света, их траектории не огибали бы орбиты звезд в галактиках, а шли бы почти прямо.

Маленькие убегающие дыры трудно найти, но черную дыру с массой в миллион или миллиард солнц обнаружить легче. Ученые склонны предполагать, что такая черная дыра оставит после себя след новорожденных звезд, которые образовались бы из межзвездного газа точно так же, как инверсионные следы облаков от пролетающего самолета.

В 2025 году в ряде научных работ были показаны изображения необычно прямых цепочек звезд в некоторых галактиках. Некоторые эксперты рассматривают их как свидетельство существования убегающих черных дыр. Кроме того, если существуют очень большие убегающие дыры, то должны быть и маленькие, поскольку данные гравитационных волн предполагают, что они тоже могут сливаться вместе. Они достаточно быстры, чтобы путешествовать между галактиками.