Астрономы обнаружили квартет пустот от гигантских черных дыр

Ученые обнаружили четыре огромные полости, или пузыря, в центре скопления галактик. Особенности возможно были вызваны извержениями двух сверхмассивных черных дыр, тесно вращающихся друг вокруг друга.

Об этом рассказывается на сайте космической рентгеновской обсерватории "Чандра".

Галактические скопления (кластеры) – самые большие структуры во Вселенной, удерживаемые вместе с помощью гравитации. Они представляют собой смесь сотен или даже тысяч отдельных галактик, огромного количества горячего газа и невидимой темной материи. Горячий газ, пронизывающий скопления, содержит гораздо больше массы, чем сами галактики, и ярко светится в рентгеновском свете, обнаруживаемом Чандрой. В центре скопления обычно находится огромная галактика.

Новое исследование галактического кластера, известного как RBS 797, расположенного на расстоянии примерно 3,9 миллиарда световых лет от Земли, выявило две отдельные пары полостей, отходящих от центра скопления.

Такие типы полостей раньше встречались в других скоплениях галактик. Ученые считают, что они являются результатом извержений из регионов, расположенных вблизи сверхмассивной чёрной дыры в центре массивной центральной галактики. Когда материя улетает от черной дыры в виде струй в противоположных от нее направлениях, эта материя раздувает полости в горячем газе. Откровением в RBS 797 явилось то, что существует два набора струй, направленных перпендикулярно друг другу.

Credit: NASA/CXC/Univ. of Bologna/F. Ubertosi

«Мы считаем, что знаем, что означает наличие пары полостей, но что происходит, когда в галактическом скоплении есть две пары в совершенно разных направлениях?», — сказал Франческо Убертози из Болонского университета в Италии, возглавивший исследование Чандры.

Астрономы ранее наблюдали пару полостей в направлении восток-запад в RBS 797, но пара в направлении север-юг была обнаружена лишь в новом, гораздо более длинном наблюдении Чандры. Более глубокое изображение использует почти пять дней наблюдений Чандры по сравнению с примерно 14 часами для предварительного наблюдения. Обсерватория "Очень большой массив Карла Г. Янского" Национального научного фонда уже наблюдала свидетельства наличия двух пар струй в виде радиоизлучения, совпадающих с полостями.

Как был создан этот квартет пустот? Вероятнее всего, по мнению Убертози и его коллег, RBS 797 содержит пару сверхмассивных черных дыр, которые почти одновременно запустили струи в перпендикулярных направлениях.

«Наше лучшее объяснение состоит в том, что одна пара сверхмассивных черных дыр привела к паре пар пустот», — сказала Мириам Гитти, соавтор работы, также из Болонского университета. «Хотя мы считаем, что сверхмассивные черные дыры могут образовывать двойные системы, чрезвычайно редко наблюдаются обе из них в активной фазе — в этом смысле открытие двух близких активных черных дыр, надувающих полости в RBS 797, является чрезвычайным».

Действительно, ранее радионаблюдения, проведенные с помощью Европейской сети VLBI (EVN), обнаружили в кластере RBS 797 два точечных радиоисточника, отделенных лишь примерно 250 световыми годами. Если оба источника являются сверхмассивными черными дырами, они представляют собой одну из ближайших пар когда-либо обнаруженных. Две черные дыры должны продолжать двигаться по спирали друг к другу, генерируя огромное количество гравитационных волн и в конце концов слиться.

Существует и другое возможное объяснение четырех полостей, наблюдаемых в кластере RBS 797. Этот сценарий предлагает только одну сверхмассивную черную дыру – со струями, которым каким-то образом удается быстро менять свое направление. Анализ данных Чандры показывает, что разница в возрасте для полостей восток-запад и север-юг составляет менее 10 миллионов лет.

«Если за эти четыре полости отвечает только одна черная дыра, нам придется проследить историю ее деятельности. Ключевыми аспектами является то, как быстро менялась ориентация струй, и связано ли это со средой галактического скопления или с физикой самой черной дыры или даже комбинацией обоих», — сказал Фабрицио Бригенти, соавтор работы из Болонского университета.

Центр космических полетов НАСА им. Маршалла управляет программой Чандра. Центр рентгеновского излучения "Чандра" Смитсоновской астрофизической обсерватории контролирует научные исследования из Кембриджа, штат Массачусетс, а управление летными операциями осуществляется из Берлингтона, штат Массачусетс.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.