Найден дуэт сверхмассивных черных дыр, являющийся ближайшим в многоволновых наблюдениях

С помощью космического телескопа "Хаббл" и рентгеновской обсерватории "Чандра", а также архивных радиоданных, найдена пара близко расположенных активных сверхмассивных черных дыр.

Об открытии рассказывают в NASA, передают OstanniPodii.com.

Подобно двум борцам сумо, сошедшимся в поединке, ближайшая подтвержденная пара сверхмассивных черных дыр наблюдается в тесной близости -- на расстоянии примерно 300 световых лет друг от друга. Эти черные дыры, похороненные глубоко внутри пары галактик в процессе слияния, питаются падающими в них газом и пылью, благодаря чему они ярко светятся как активные галактические ядра (AGN).

Эта пара AGN является ближайшей из обнаруженных в локальной вселенной с помощью многоволновых (видимого и рентгеновского света) наблюдений. Хотя ранее было найдено несколько десятков "двойных" черных дыр, их расстояния обычно намного больше, чем у этой пары, обнаруженной в богатой галактике MCG-03-34-64.

Астрономы с помощью радиотелескопов наблюдали одну пару двойных черных дыр еще ближе, чем в MCG-03-34-64, но без подтверждения в других длинах волн.

Такие двойные AGN, вероятно, были более распространены в ранней вселенной, когда слияния галактик происходили чаще. Это открытие дает уникальный взгляд вблизи на пример, расположенный на расстоянии около 800 миллионов световых лет от нас.

Открытие было неожиданным

Изображения высокого разрешения "Хаббла" обнаружили три оптических дифракционных пика, вложенных в материнскую галактику, что указывает на большую концентрацию светящегося кислородного газа на очень малой площади.

Новости по подобной теме:

		"Уэбб" стал свидетелем, как черная дыра "морит голодом" свою галактику
		"Хаббл" нашел в ранней вселенной больше черных дыр, чем ожидалось

"Мы не ожидали увидеть нечто подобное", - сказала Анна Триндаде Фалькао из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов в Кембридже, штат Массачусетс, и ведущий автор статьи, опубликованной в The Astrophysical Journal.

"Такой вид не является распространенным явлением в ближайшей Вселенной, и он говорит нам о том, что внутри галактики происходит что-то еще".

Дифракционные всплески -- это артефакты изображения, возникающие, когда свет из очень маленькой области пространства огибает зеркало внутри телескопов.

Затем, чтобы выяснить, что происходит, команда Фалькао исследовала ту же галактику в рентгеновском свете с помощью обсерватории "Чандра".

"Когда мы посмотрели на MCG-03-34-64 в рентгеновском диапазоне, то увидели два обособленных мощных источника высокоэнергетического излучения, совпадающих с яркими оптическими точками света, замеченными "Хабблом". Мы сложили эти фрагменты вместе и пришли к выводу, что, вероятно, мы смотрим на две близко расположенные сверхмассивные черные дыры", - сказала Фалькао.

Чтобы подтвердить свою интерпретацию, исследователи использовали архивные радиоданные из Очень большого массива Карла Г. Янского (радиотелескоп находится в штате Нью-Мексико). Энергичный дуэт черных дыр также излучает мощные радиоволны.

"Когда вы видите яркий свет в оптическом, рентгеновском и радиоволновом диапазонах, многие вещи можно исключить, оставляя вывод, что это можно объяснить только близкими черными дырами. Когда вы складываете все кусочки вместе, это дает вам картину дуэта AGN", - сказала Фалькао.

Третий источник яркого света, который увидел "Хаббл", имеет неизвестное происхождение, и для его понимания нужно больше данных. Это может быть газ, который поражен энергией струи сверхскоростной плазмы, выпущенной из одной из черных дыр, подобно струе воды из садового шланга, бьющей в кучу песка.

"Мы не смогли бы увидеть все эти тонкости без удивительного разрешения Хаббла", - сказала Фалькао.

Изображение галактики MCG-03-34-064, полученное космическим телескопом "Хаббл" в видимом диапазоне. Острый взгляд "Хаббла" обнаруживает три четких ярких пятна, встроенных в белый эллипс в центре галактики (увеличенное изображение в верхнем правом углу). Два из этих ярких пятен являются источником сильного рентгеновского излучения, что указывает на то, что они сверхмассивные черные дыры. Черные дыры светятся ярко, потому что превращают падающую в них материю в энергию, и пылают в космосе как активные галактические ядра. Расстояние между ними составляет около 300 световых лет. Третье пятно -- это сгусток яркого газа. Синяя полоса на "5 часов" может быть струей, выпущенной одной из черных дыр. Пара черных дыр образовалась в результате процесса слияния двух галактик, которые в конце концов столкнутся. Credits: NASA, ESA, Anna Trindade Falcão (CfA); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

Две сверхмассивные черные дыры когда-то были в ядре соответствующих галактик-хозяев. Слияние между галактиками привело к тому, что черные дыры оказались в непосредственной близости. Они будут продолжать сближаться по спирали, пока в конце концов не останутся -- возможно, через 100 миллионов лет, -- потрясая ткань пространства и времени в виде гравитационных волн.

Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) Национального научного фонда США обнаружила гравитационные волны от десятков слияний между черными дырами звездной массы. Но большие длины волн, возникающие при слиянии сверхмассивных черных дыр, выходят за пределы возможностей LIGO.

Детектор гравитационных волн следующего поколения под названием LISA (Космическая антенна лазерного интерферометра) будет состоять из трех детекторов в космосе, разделенных миллионами километров, чтобы улавливать эти более длинные гравитационные волны из глубокого космоса. ЕКА (Европейское космическое агентство) возглавляет эту миссию в партнерстве с НАСА и другими учреждениями-участниками, запуск намечен на середину 2030-х годов.

• Черные дыры
• космический телескоп Хаббла