Многообразие миров и взаимосвязей, которые возникают во Вселенной, продолжает поражать воображение. В поле зрения астрономов давно находится галактика OJ 287, которая находится на расстоянии около 3,5 млрд световых лет от нас. В центре этой галактики происходит весьма сложный и увлекательный «танец». Там находятся две сверхмассивные черные дыры. Большая черная дыра имеет массу в 18 миллиардов масс Солнца и является одной из самых массивных черных дыр из всех известных. Меньшая черная дыра имеет массу в 150 миллионов солнечных. Для сравнения, черная дыра в центре нашего Млечного пути имеет массу в 4 миллиона солнечных.
Меньшая черная дыра находится на орбите большей. Но ее орбита сильно наклонена по отношению к плоскости аккреционного диска более массивной соседки. Поэтому дважды за время прохождения по орбите с периодом в 12 лет меньшая черная дыра буквально прошивает аккреционный диск своей соседки, что сопровождается чудовищными вспышками, которые ярче, чем триллион звезд. Но эти вспышки нерегулярны, поскольку орбита меньшей черной дыры является эллиптической и сильно прецессирует, смещается. Поэтому иногда между вспышками бывает десять лет, а иногда – год.
Ученые такую капризную сложную систему решили использовать как наглядный образец для проверки своих физических моделей поведения черных дыр с учетом современных знаний о них. В 2010 году была создана модель, которая обещала, что сможет прогнозировать очередное прохождение меньшей черной дыры через аккреционный диск с точностью до трех недель. И предсказанная вспышка состоялась в декабре 2015 года, в пределах указанных трех недель.
В 2018 году модель была усовершенствована, в нее добавили более точное влияние гравитационных волн на энергию движения массивного объекта на орбите. Модель обещала точный прогноз с точностью до четырех часов. Предсказанная по этой модели вспышка должна была фиксироваться 31 июля 2019 года. Однако в тот момент наблюдения за OJ 287 вести с Земли было невозможно, поскольку для земных и околоземных телескопов галактика находилась с другой стороны Солнца. И тут пригодилась помощь телескопа Spitzer, который к тому времени находился на орбите на расстоянии 254 млн км от Земли. С его точки зрения Солнце не мешало наблюдать за галактикой OJ 287. Поэтому астрономы обратились за данными Spitzer. Как и было указано в прогнозе, телескоп зафиксировал вспышку 31 июля 2019 года, подтвердив точную модель.
К слову, эта модель подтвердила и так называемую теорему о том, что у черных дыр нет волос. Она была названа так в шутку и обозначает, что черные дыры для наблюдателя со стороны характеризуются массой, угловым моментом и электрическим зарядом, а больше ничем, то есть никаких «лишних» элементов, «волос». Так вот в модели 2018 года эта теорема бралась за фундаментальную, и если бы были какие-то отклонения, дополнительные факторы, те самые «волосы», то у модели была бы большая ошибка в прогнозе. Эта теорема, ее справедливость или несправедливость, важна для осознания того, верно ли мы понимаем какие-то фундаментальные законы функционирования черных дыр.