Om två svarta hål smälter samman mitt i rymden, och ingen är i närheten för att se det, händer det verkligen?

Hittills, det enda sättet som astronomer definitivt har sett sammansmältningen av svarta hål är genom deras utsläpp av gravitationsvågor - subtila krusningar i rymdtidens struktur. Dessa sammanslagningar saknade någon motsvarighet i det elektromagnetiska spektrumet:ingen boom, ingen blixt, ingen supernova, inga som helst lampor.

De sammanslagna svarta hålen var relativt små affärer, med de svarta hålen som inte är större än några dussin gånger solens massa. Dock, sammanslagningar av supermassiva svarta hål kan komma att åtföljas av en fantastisk ljusshow. Om vi ​​kunde fånga både gravitationsvågor och elektromagnetiska vågor från samma händelse, det skulle öppna upp ett helt nytt fönster för att studera naturen hos extrem gravitation.

Det enklaste sättet att upptäcka sammanslagna gigantiska svarta hål är att identifiera de ljusa ansamlingsskivorna som omger var och en av dem (kända som aktiva galaktiska kärnor, eller AGN), enligt en ny tidning som nyligen publicerades i preprint-tidskriften arXiv. Faktiskt, vi kanske redan har en kandidat som snart kommer att vara sammanslagning med radiogalaxen 0402+379. Men att hitta dessa par är smärtsamt svårt, kräver timmar av detaljerade observationer – och några lyckliga pauser.

En annan metod är att leta efter variabilitet från ljuseffekten från en AGN. När de svarta hålen kretsar runt och växer stadigt närmare varandra, den totala ljuseffekten kommer att ändras på ett nästan regelbundet sätt. En kandidat med detta tillvägagångssätt är blazaren OJ 287, som ljusnar ungefär vart 12:e år.

Slutligen, astronomer kanske kan upptäcka sammanslagna svarta hål genom dopplerförskjutningen av ljuset som paret avger, även om de inte kan urskilja de enskilda svarta hålen. Detta liknar den teknik som används för att identifiera exoplaneter runt avlägsna stjärnor.

Författarna till tidningen betonar att vi just nu har börjat med hela den här "gravitationsvågsastronomi"-branschen, och vi har mycket arbete att göra innan vi sannolikt kommer att fånga en massiv sammanslagning av svarta hål på bar gärning. Men om vi gjorde det, det skulle vara en guldgruva på skalan av observationerna av kilonovaexplosionen – en unik möjlighet att studera gravitationens egenskaper i en av de mest extrema miljöerna i kosmos.