Ученые первые обнаружили двойную систему из сверхмассивных черных дыр, которые вращаются друг вокруг друга

9 июня, 2023  22:25

Астрономы впервые обнаружили свидетельства существования двойной системы из сверхмассивных черных дыр, которые вращаются друг вокруг друга. Найти их удалось благодаря сигналам, исходящим от струй, связанных с аккрецией вещества в обе черные дыры.

Это любопытное явление было обнаружено в галактике OJ 287, которая лежит в направлении созвездия Рака на расстоянии около 5 миллиардов световых лет. Астрономы наблюдают за ней аж с 1888 года. Более 40 лет назад астроном из Университета Турку Аймо Силланпяя и его коллеги заметили, что в излучении этой галактики есть любопытная закономерность, состоящая из двух циклов: один длится около 12 лет, второй — около 55 лет. Ученые предположили, что эти два цикла являются результатом орбитального движения двух черных дыр друг вокруг друга. Более короткий цикл может быть орбитальным циклом, а более длинный — результатом медленной эволюции ориентации орбиты.

Орбитальное движение проявляется в серии вспышек, которые происходят, когда вторичная черная дыра погружается в аккреционный диск первичной черной дыры со скоростью немного меньше скорости света. При таком погружении вторичной черной дыры материал диска нагревается, и горячий газ высвобождается в виде расширяющихся пузырей. Этим горячим пузырям требуются месяцы, чтобы остыть, до этого же они излучают свет и вызывают вспышку света, которая ярче триллиона звезд и длится примерно две недели.

Десятилетиями ученые из Университета Турку в Финляндии под руководством Маури Валтонена и его сотрудника Ахамведу Гопакумара из Института фундаментальных исследований Тата в Мумбаи, Индия, пытались оценить время падения вторичной черной дыры через аккреционный диск. В конце концов, им удалось смоделировать орбиту и точно предсказать, когда произойдут эти вспышки.

Успешные наблюдательные работы в 1983, 1994, 1995, 2005, 2007, 2015 и 2019 годах позволили ученым увидеть предсказанные вспышки и подтвердить наличие пары сверхмассивных черных дыр в галактике OJ 287.

«Общее число предсказанных вспышек составляет 26, и почти все они наблюдались. Масса большей черной дыры в этой паре более чем в 18 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца, в то время как компаньон примерно в 100 раз легче. Их орбита вытянутая, а не круговая», — отметил профессор Ахамвиду Гопакумар.

Пока что астрономам не удавалось наблюдать прямой сигнал от меньшей из двух этих черных дыр. До 2021 года о ее существовании можно было догадаться только косвенно — по вспышкам и по тому, как она заставляет колебаться струю более крупной черной дыры.

Наблюдения в 2021/2022 годах за OJ 287 с использованием большого количества телескопов различных типов позволили исследователям впервые получить свидетельства наличия второй черной дыры, проходящей через аккреционный диск, и исходящие от нее сигналы.


 
  • Самые читаемые

месяц

неделя

день

 
 
 
 
  • Архив