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%«.
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 ее 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.
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 .