Астрономы впервые получили прямое радиоизображение двух сверхмассивных черных дыр, вращающихся на орбите друг вокруг друга. Это важное открытие окончательно подтверждает теорию о двойной структуре ядра галактики OJ 287, находящейся на расстоянии примерно в 3,5 миллиарда световых лет от Земли. Взаимодействие между двумя черными дырами, расположенными в центре этой галактики, является сложным и экстремальным, и изучалось на протяжении многих лет. Однако только сейчас ученые получили прямое изображение, которое предоставило неопровержимые доказательства существования обоих объектов.
По словам астронома Маури Валтонена из Университета Турку, расположенного в Финляндии, впервые удалось запечатлеть два черных дыры, вращающихся вокруг друг друга. Хотя сами черные дыры и не излучают света, на полученном снимке они выделены благодаря интенсивным струям частиц, которые они выбрасывают. Галактика OJ 287 классифицируется как квазар, являющийся одним из наиболее ярких объектов, известных во Вселенной. Такая высокая светимость обусловлена активностью сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре галактики, которая поглощает вещество из аккреционного диска, окружающего ее.
OJ 287 выделяется тем, что, согласно предположениям, в ее центре располагаются не одна, а две черные дыры, вращающиеся вокруг общего центра масс с периодом приблизительно в двенадцать лет. Такая орбитальная динамика обуславливает характерные изменения в яркости галактики. При активном поглощении материи черные дыры способны выбрасывать мощные струи вещества. Предыдущие наблюдения уже зафиксировали гигантскую струю, исходящую от более массивной черной дыры, обладающей массой в 18 миллиардов солнечных масс. Однако выявить струю от менее массивной черной дыры, чья масса составляет 150 миллионов масс Солнца, долгое время не представлялось возможным.
С целью решения данной задачи международная группа исследователей использовала архивные данные, полученные в 2014 году с помощью космического радиоинтерферометра «Радиоастрон» в комплексе с наземными антеннами. Такая система обеспечила беспрецедентное разрешение, что позволило увидеть детали структуры на значительном удалении. Специалисты проанализировали карту радиоизлучения квазара и обнаружили ряд особенностей, относящихся к джету. Кроме того, они определили, каким образом движение меньшей черной дыры должно искажать траекторию ее джета, вызывая его закручивание, аналогичное струе воды из вращающегося шланга.
Сопоставление карты «Радиоастрона» с расчетами траектории вторичного джета и предыдущими моделями эволюции двойных черных дыр выявило, что одна из особенностей на карте практически идентична теоретическим предсказаниям для джета меньшей черной дыры. На полученном изображении главный джет протянулся по диагонали через ядро галактики, а более слабая и извилистая полоса соответствует предполагаемому пути второго объекта. Дальнейший анализ доплеровских характеристик джетов продемонстрировал, что вторичный джет движется медленнее, приблизительно в два раза, чем первичный.
Изображения, полученные аппаратом «Радиоастроном» почти десять лет назад, впервые предоставили прямое визуальное подтверждение существования двух отдельных сверхмассивных черных дыр, каждая из которых генерирует собственный джет. В дальнейшем необходимо провести независимую проверку этого открытия. Сейчас создается новая радиокарта OJ 287, которая может предоставить больше информации о поведении джетов. Однако для получения более детальных данных, вероятно, придется дождаться 2030-х годов, когда вторичный джет вновь станет хорошо заметен для земных приборов.