Des chercheurs ont identifié une paire de trous noirs situés dans la galaxie 2MASX J21240027+3409114, à environ un milliard d'années-lumière dans la constellation du Cygne. Les deux trous noirs sont séparés par environ 26 milliards de kilomètres, permettant à la lumière de voyager entre eux en seulement un jour. Ensemble, ils possèdent une masse équivalente à 40 millions de fois celle du Soleil.
Les estimations suggèrent que ces trous noirs complètent une orbite tous les 130 jours et sont sur une trajectoire de collision, devant fusionner dans environ 70 000 ans. Le système, désigné AT 2021hdr, a été détecté pour la première fois en mars 2021 par le Zwicky Transient Facility (ZTF) au Palomar Observatory de Caltech en Californie. Il a été signalé comme une source potentiellement intéressante par l'équipe Automatic Learning for the Rapid Classification of Events (ALeRCE).
Cette équipe multidisciplinaire utilise l'intelligence artificielle en parallèle de l'expertise humaine pour communiquer des événements célestes à la communauté astronomique, en utilisant d'énormes données collectées par des programmes d'enquête comme le ZTF.
Depuis sa détection initiale, le ZTF a observé AT 2021hdr présentant des explosions tous les 60 à 90 jours. Hernández-García et son équipe surveillent la source avec le satellite Swift depuis novembre 2022. Les observations de Swift ont révélé que ce système binaire produit des oscillations dans la lumière ultraviolette et X qui correspondent aux variations de lumière visible détectées par le ZTF.
Au départ, les chercheurs ont supposé que le signal pourrait être un sous-produit de l'activité galactique normale. Ils ont ensuite envisagé un événement de rupture de marée, où une étoile est détruite par l'un des trous noirs, comme cause possible. Finalement, ils ont conclu que le signal provient de la rupture de marée d'un nuage de gaz plus grand que le binaire lui-même. Lorsque le nuage s'est approché des trous noirs, les forces gravitationnelles l'ont déchiré, créant des filaments autour de la paire et chauffant le gaz par friction. Le gaz devient particulièrement dense et chaud près des trous noirs.
Alors que le binaire orbite, l'interaction complexe des forces éjecte une partie du gaz du système à chaque rotation, produisant la lumière fluctuante observée par Swift et le ZTF.
Hernández-García et son équipe prévoient de continuer leurs observations d'AT 2021hdr pour mieux comprendre le système et affiner leurs modèles. Ils s'intéressent également à l'étude de la galaxie hôte, qui est actuellement en train de fusionner avec une autre galaxie voisine, un phénomène d'abord rapporté dans leur article.