Ученые подтвердили одно из самых необычных предсказаний общей теории относительности Эйнштейна. Сверхмассивная черная дыра RBH-1, обнаруженная около трех лет назад, была выброшена из центра своей галактики мощным гравитационным импульсом, возникшим после слияния двух других черных дыр. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.Объект привлек внимание астрономов, когда телескопы «Джеймс Уэбб» и «Хаббл» зафиксировали сверхмассивную черную дыру, мчащуюся через космос со скоростью почти 1000 километров в секунду. Обычно такие тела находятся в центрах галактик, а их масса может в миллионы и даже миллиарды раз превышать солнечную. Чтобы выяснить происхождение RBH-1, специалисты Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Техасского университета в Остине провели анализ данных наблюдений и компьютерного моделирования.Исследователи пришли к выводу, что причиной движения стал эффект гравитационной отдачи. Сверхмассивная черная дыра получила импульс во время слияния двух других объектов, когда возник направленный поток гравитационных волн. В обычных условиях такая отдача слишком слаба, чтобы сдвинуть массивное тело, но в случае RBH-1 процесс оказался значительно мощнее. С помощью суперкомпьютеров ученые рассчитали миллионы комбинаций параметров и решили уравнения Эйнштейна, описывающие слияние. Симуляции показали, что катастрофа произошла примерно 70 миллионов лет назад.Реконструкция установила, что столкнулись две сверхмассивные черные дыры с соотношением масс менее шести к одному. Более массивный объект очень быстро вращался вокруг собственной оси, а двойная система перед слиянием находилась в состоянии прецессии — сложного колебательного движения орбиты. Именно эти факторы создали асимметричный выброс гравитационных волн, придавший новой черной дыре скорость, достаточную для выброса в межгалактическое пространство.Авторы работы отмечают, что такой подход позволяет восстанавливать параметры древних космических событий, которые невозможно наблюдать напрямую. Метод, названный «космической криминалистикой», поможет изучать историю столкновений галактик и формирование сверхмассивных черных дыр. Ожидается, что он дополнит работу строящейся космической гравитационной обсерватории LISA, которую разрабатывают Европейское космическое агентство и NASA. Сочетание прямых наблюдений и математического моделирования даст более полное представление об эволюции галактик и черных дыр на протяжении миллиардов лет.