Найдена самая близкая пару сверхмассивных черных дыр из обнаруженных

Новые измерения, исследующие сердце галактики, показали, что ядро ​​состоит из двойной пары сверхмассивных черных дыр. Это самый близкий из найденных нами на сегодняшний день таких двоичных объектов, значительно превосходящий предыдущего рекордсмена в 470 миллионов световых лет.

Более того, две сверхмассивные черные дыры расположены ближе друг к другу, чем любая другая сверхмассивная двойная черная дыра, которую мы видели, расстояние между ними составляет всего 1600 световых лет. В конце концов, как полагают астрономы, две черные дыры вырастут так близко друг к другу, что сольются, превратившись в одного гораздо более крупного зверя.

Открытие не только подтверждает, что NGC 7727 является продуктом слияния двух галактик, но и дает нам удивительно тесную лабораторию для исследования взаимодействий между сверхмассивными черными дырами, когда они кружатся в своем орбитальном танце перед слиянием.

“Это первый раз, когда мы находим две сверхмассивные черные дыры, которые расположены так близко друг к другу, что меньше половины расстояния от предыдущего рекордсмена“, - говорит астроном Карина Фоггель из Страсбургской обсерватории во Франции.

Есть несколько причин, по которым сверхмассивные двойные черные дыры представляют интерес для астрономов. Сверхмассивные черные дыры находятся в центрах большинства галактик, ядер, вокруг которых вращается все остальное.

Когда две обнаружены вместе, это означает, что две галактики собрались вместе. Мы знаем, что этот процесс происходит; обнаружение сверхмассивной двойной черной дыры может сказать нам, как она выглядит на последних этапах.

Сверхмассивные двойные черные дыры также могут рассказать нам кое-что о том, как эти колоссальные объекты - в миллионы или миллиарды раз превышающие массу Солнца - могут стать такими невероятно массивными. Слияние бинарных черных дыр - один из возможных путей такого роста. Обнаружение бинарных сверхмассивных черных дыр поможет нам понять, является ли это обычным путем для такого роста, что, в свою очередь, позволит более точно моделировать.

NGC 7727 какое-то время представляла интерес для двойной сверхмассивной черной дыры. По своим физическим характеристикам галактика является продуктом слияния галактик, произошедшего когда-то в далеком прошлом. Однако черные дыры трудно увидеть, если они активно не накапливают материал. Затем облако вещества вокруг черной дыры ярко светится излучением. NGC 7727 не имела яркого потока, обычно связанного с двумя активными сверхмассивными черными дырами.

Именно здесь близость галактики дала астрономам преимущество. Поскольку NGC 7727 находится так близко, исследователи смогли получить данные о движении звезд в центре Галактики, основываясь на том, как меняется их свет при вращении. Это показало, что галактический центр содержит не одну, а две сверхмассивные черные дыры.

Одна из этих сверхмассивных черных дыр относительно велика, ее масса примерно в 154 миллиона раз превышает массу Солнца. Другой, гораздо меньший, компаньон имеет массу всего 6,3 миллиона солнечных. Только одна из этих черных дыр оказалась активной: меньшая. Это объясняет, почему было так мало радиации; гораздо более крупная черная дыра находится в состоянии покоя.

По словам исследователей, это говорит о том, что существует гораздо больше сверхмассивных двойных черных дыр, чем мы можем обнаружить в настоящее время.

“Наше открытие предполагает, что может быть гораздо больше этих реликвий слияния галактик, и они могут содержать множество скрытых массивных черных дыр, которые все еще ждут своего открытия“, - сказал Фоггель.

“Это может увеличить общее количество сверхмассивных черных дыр, известных в локальной Вселенной, на 30 процентов“.

Хотя двум черным дырам суждено слиться, это займет некоторое время; исследователи сказали, что около 250 миллионов лет назад. Но, хотя мы не сможем наблюдать, как это происходит, двойная система вселяет надежду на то, что вокруг нас происходит еще много слияний сверхмассивных черных дыр.

Мы пока не можем их обнаружить; излучаемые гравитационные волны будут иметь слишком низкую частоту для наших современных инструментов. Но новые инструменты, такие как космический детектор гравитационных волн LISA, должны иметь такую ​​возможность, говорят исследователи.

И это открытие может рассказать нам, как найти двойные сверхмассивные черные дыры даже в более далеких галактиках, где мы не можем получить подробные данные о движении центральных звезд.

“Нацеливание на яркие выжившие ядерные звездные скопления в объединенных галактиках может облегчить открытие двойных сверхмассивных черных дыр на меньших расстояниях в Местной Вселенной, даже если они не являются светящимися активными ядрами галактик“, - написали они в своей статье.

“Это позволит гораздо более детально изучить эти системы, которые затем могут послужить схемой того, как найти их в более широкой перспективе в далекой Вселенной“.