Три миллисекунды до слияния. Огромная чёрная дыра с бешеной скоростью вращения втягивает в себя нейтронную звезду — шар размером с город, но с массой в полтора Солнца. Приливные силы растягивают звезду в тонкую, как игла, нить и расшвыривают вещество прочь. Так открывается небесная кузница, где температура подскакивает до сотен миллиардов градусов, а вещество разгоняется до 0.3 скорости света — быстрее, чем от Земли до Луны за пару секунд.

В серии из шести компьютерных воспроизведений этой катастрофы астрофизики меняли спин чёрной дыры и соотношение масс. Каждая симуляция — это решение эйнштейновских уравнений гравитации, дополненное магнитными полями и ядерной физикой. Расчёты велись на суперкомпьютерах, моделируя каждую миллисекунду коллапса. Фриц Цвикки ещё в 1930-х предположил, что в таких катаклизмах рождаются нейтронные звёзды и космические лучи, но детали процесса оставались загадкой до появления численных методов.

Выброшенное вещество сжимается в раскалённый серп, вытянутый вдоль экватора. Толщина этого серпа — всего несколько градусов, зато скорость достигает 0.3 скорости света. Для сравнения: такая струя пролетела бы от Солнца до Земли за полчаса. В этом облаке мгновенно стартует ядерный синтез — быстрый захват нейтронов, или r-процесс. Ядра атомов, словно губка, впитывают нейтроны и тут же превращают их в протоны, шаг за шагом взбираясь по таблице Менделеева к золоту, платине, урану. Вся эта ковка занимает считанные секунды.

Свет, рождающийся в этом горниле, — килоновая — сияет как миллион Солнц, но недолго. В отличие от привычных сверхновых, чьё сияние длится месяцами, килоновая вспыхивает и гаснет за неделю-другую. Её блеск сильно зависит от угла зрения: с ребра серпа вспышка в инфракрасных лучах видна великолепно, а если смотреть сверху — она может ускользнуть от самых зорких телескопов. Именно это и произошло с событием S190814bv: LIGO зарегистрировал гравитационные волны, но света не было. Зато для знаменитой вспышки AT2017gfo теоретические кривые блеска легли в наблюдения как влитые.

Теперь, имея на руках такие шаблоны, астрономы готовятся к эпохе новых обзоров. Инфракрасные глаза Джеймса Уэбба и наземные гиганты будут целенаправленно искать килоновые именно в том ракурсе, где их излучение наиболее ярко. По тонким деталям этих кривых мы сможем взвесить аккреционный диск, рождающийся после слияния, и понять, запускается ли в нём джет — узкий пучок частиц, который, возможно, поджигает короткий гамма-всплеск. А пока в памяти компьютеров крутятся следующие численные модели: они добавляют нейтринные ветры, джеты и эволюцию диска на десятках секунд. Когда эти расчёты объединят все ингредиенты, мы сможем читать историю каждого слияния по его многоцветному спектру, растянутому космологическим красным смещением. И тогда, вероятно, выяснится, что атомы золота в обручальном кольце — это пепел, рассеянный небесной кузницей задолго до рождения Солнца.