Найдена галактика с двойной сверхмассивной черной дырой

Полученные изображения с высоким разрешением галактики OJ 287 позволяют предположить, что в ней содержится бинарная сверхмассивная черная дыра.

Об этом рассказывают в Институте астрофизики Андалусии (IAA-CSIC), передают OstanniPodii.com.

Галактика OJ 287 не является обычным объектом. Она принадлежит к группе блазаров, мощнейших источников континуального излучения во Вселенной. Эти объекты демонстрируют центральную сверхмассивную черную дыру, окруженную питающим ее газовым диском. Но эти объекты относятся к числу 10% галактик, которые мы называем активными, и еще к меньшему проценту, которые демонстрируют струю материи, исходящую из обоих полюсов на очень высокой скорости, видимую почти фронтально. Более того, OJ 287 — единственный кандидат на бинарную систему из сверхмассивных черных дыр, о котором мы знаем в нашей космической окраине. Теперь международная научная команда под руководством IAA-CSIC получила изображение с самым высоким разрешением центральных регионов OJ 287, которые позволяют предположить, что мы действительно наблюдаем уникальный танцевальный дуэт черных дыр.

Анализ данных показал, что этот зрелищный источник демонстрирует сильно изогнутую плазменную струю с несколькими узлами или более яркими областями, природа которых неизвестна. Сравнение космических и наземных наблюдений выявило возрастающее искривление у струи с увеличением углового разрешения. Это согласуется с теоретическими прогнозами, что OJ 287 содержит не одну, а две сверхмассивные черные дыры, причем вторичная вращается вокруг первичной и пробивает ее аккреционный диск дважды каждые двенадцать лет.

Кроме того, команда обнаружила, что хотя в наиболее внутренних областях энергия струи возникает от частиц плазмы, на больших расстояниях она исходит как от частиц, так и от локального магнитного поля. Они также нашли доказательства того, что магнитное поле в самых глубоких областях свернуто в спиральную структуру, согласующуюся с моделями формирования струи.

«Эти результаты являются шагом вперед в нашем понимании морфологии струй вблизи центрального движителя. Они также подтверждают роль магнитных полей в их запуске и еще раз дают косвенные доказательства существования двойной системы черной дыры в центре OJ 287», - говорит Талия Траяну, участвовавшая в исследовании научная сотрудница IAA-CSIC.

Открытие стало возможным благодаря технике, известной как интерферометрия с очень длинной базой (VLBI), которая позволяет нескольким радиотелескопам, разделенным географически, работать синхронно, функционируя как телескоп с диаметром, эквивалентным максимальному разделяемому их расстоянию.

В этом случае полученное изображение эквивалентно различению с Земли монеты в двадцать центов на поверхности Луны. «Мы никогда не наблюдали внутренние части джета в OJ287 в таких мелких деталях», - говорит Талия Траяну.

Изогнутая струя в активной галактике OJ 287 на радиоизображениях, сделанных с наивысшим разрешением с помощью RadioAstron (глобальный массив, включающий космический радиотелескоп Spektr-R на орбите вокруг Земли; вверху, слева), Global mm-VLBI Array 3,5 мм, вверху, справа) и Антенный массив очень большой базы (массив из десяти антенн по всей территории США, от Виргинских островов на востоке до Гавайев на западе; внизу). Эллипсы в нижнем левом углу указывают на разрешение изображения в каждом случае, также дана шкала масштаба в миллиарксекундах (массах). На верхней панели показано рекордное разрешение около 12 микроарксекунд, достигнутое, когда космический радиотелескоп находится в 15 диаметрах Земли от наземных телескопов (расстояние около 190 000 км, сравнимое с орбитой Луны). Collage: Eduardo Ros (MPIfR), images: Gómez et al. (The Astrophysical Journal, 2022)

На сегодняшний день одна из главных проблем, связанных с образованием сверхмассивных черных дыр, это так называемая проблема последнего парсека. Теория предполагает, что все двойные системы черных дыр будут вечно сохранять расстояние примерно в один парсек (один парсек равен 3,26 световым годам) из-за сложности рассеяния углового момента, когда две черные дыры изолированы от других гравитационных взаимодействий, а разделение между ними недостаточно мало, чтобы они могли излучать гравитационные волны. Выявление и изучение гравитационных волн, выпускаемых этими системами, может подтвердить или опровергнуть эту теорию.

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