Обнаружена самая близкая к Земле пара сверхмассивных черных дыр

Изображение, показывающее слева более близкий вид (сделанный с помощью MUSE VLT) и справа более широкий вид (сделанный с помощью обзорного телескопа VLT) двух очень ярких галактических ядер, каждое из которых содержит сверхмассивную черную дыру, в галактике NGC 7727. Она расположена на расстоянии 89 миллионов световых лет от Земли в созвездии Водолея. Эти две черные дыры находятся на пути столкновения, что делает их самой близкой к Земле парой сверхмассивных черных дыр, обнаруженных до сих пор.

Исследователи с помощью Очень большого телескопа ESO обнаружили самую близкую пару сверхмассивных черных дыр из известных на сегодняшний день. Они расположены в галактике NGC 7727, в 89 миллионах световых лет от Земли. Они также являются парой сверхмассивных черных дыр с наименьшим взаимным разделением, известным на сегодняшний день.

Сверхмассивные черные дыры — одни из самых массивных и пугающих объектов в космосе, но их изучение может раскрыть важную информацию о строении Вселенной. Теперь, с помощью Очень большого телескопа ESO, исследователи обнаружили самую близкую к планете Земля пару сверхмассивных черных дыр, наблюдавшихся до сих пор. Она расположена в галактике NGC 7727, в созвездии Водолея, в 89 миллионах световых лет от Земли (ранее ближайшая пара находилась в 470 миллионах световых лет от нашей планеты).

Это не единственный рекорд, побитый этой системой: эти два объекта имеют наименьшее разделение среди всех известных пар сверхмассивных черных дыр. Система будет развиваться до тех пор, пока два чудовищных небесных объекта не сольются в одну гигантскую черную дыру.

Как была обнаружена эта пара в NGC 7727?

Пары сверхмассивных черных дыр не так часто встречаются в наших данных, потому что их трудно найти. Однако галактика NGC 7727 уже была возможным кандидатом на размещение двух галактик. Она должна была образоваться в результате слияния двух предыдущих галактик, пульсирующие сердца которых (активные галактические ядра) сейчас находятся на пути столкновения. Однако до сих пор эта гипотеза так и не была подтверждена. Нелегко обнаружить излучение при очень высоких энергиях, например, излучение, испускаемое двумя черными дырами, вращающимися на очень высоких скоростях. Использование VLT и данных космического телескопа НАСА «Хаббл» позволило подтвердить, что объекты в NGC 7727 действительно являются сверхмассивными черными дырами.

«Наше открытие предполагает, что в мире может существовать гораздо больше остатков слияний галактик», — объясняет Карина Воггель, астроном Страсбургской обсерватории и ведущий автор исследования. «Общее количество известных сверхмассивных черных дыр в локальной Вселенной может увеличиться на 30%».

На этом снимке, полученном в ходе Оцифрованного обзора неба (DSS), показана область неба вокруг NGC 7727, галактики, расположенной на расстоянии 89 миллионов световых лет от Земли в созвездии Водолея. Галактика представляет собой яркую точку в центре. В NGC 7727 находится самая близкая к Земле пара сверхмассивных черных дыр, обнаруженных на сегодняшний день. Это также пара с наименьшим расстоянием между двумя сверхмассивными черными дырами — по наблюдениям, они находятся на расстоянии всего 1600 световых лет друг от друга.

Новый метод оценки массы сверхмассивных черных дыр

Масса двух сверхмассивных черных дыр была определена с помощью метода, впервые примененного на многоагрегатном спектроскопическом исследователе ESO VLT (MUSE). Воггель и его команда наблюдали влияние сильного гравитационного притяжения двух небесных тел на движение звезд в их космическом окружении. Чем массивнее тело, тем больше деформация пространства-времени вокруг него, вызванная его гравитацией.

Таким образом, было обнаружено, что самая большая черная дыра, находящаяся в центре NGC 7727, примерно в 154 миллиона раз массивнее Солнца. Ее спутник имеет массу 6,3 миллиона солнечных масс.

Две ближайшие бинарные черные дыры

Сверхмассивные черные дыры в центре активных галактических ядер в NGC 7727 действительно находятся очень близко, примерно в 500 парсеках (что соответствует 1600 световым годам). Расстояние меньше половины предыдущего рекорда. «Небольшое разделение и скорость двух черных дыр указывают на то, что они сольются в гигантскую черную дыру, вероятно, в течение следующих 250 миллионов лет», — объясняет соавтор исследования Хольгер Баумгардт, профессор Квинслендского университета в Австралии.

Чтобы лучше разглядеть систему и определить ее характеристики, исследователи воспользовались высоким пространственным разрешением MUSE для изучения звездной кинематики активных галактических ядер.

Активное галактическое ядро 1 является фотометрическим центром главной галактики NGC7727, а активное галактическое ядро 2 лежит к северо-западу, с ожидаемым расстоянием 500 пк (1600 световых лет).

Изучение сверхмассивных черных дыр сделает большой шаг вперед, когда начнет работать строящийся в Чили Чрезвычайно большой телескоп ESO. В конце этого десятилетия должны начаться первые наблюдения. Соавтор исследования, астроном ESO Штеффен Миске, говорит: «Обнаружение пары сверхмассивных черных дыр — это только начало».

Исследователи ожидают, что прибор HARMONI, установленный на ELT, сможет обнаруживать бинарные системы, подобные этой, даже на гораздо больших расстояниях. Это позволит им сравнить далекие и близкие пары и тем самым углубить свое понимание этих чудовищных небесных объектов. И все последствия, которые они оказывают на окружающую среду.

С полным текстом исследования, опубликованным в журнале Astronomy & Astrophysics, можно ознакомиться здесь.

Источник new-science.ru