В ядре блазара Markarian 501 (Mrk) зафиксировали наличие второго джета — это необычное явление, которое может указывать на возможное присутствие близкой пары сверхмассивных чёрных дыр, находящихся на грани слияния. Системы такого типа играют важную роль в развитии галактик и рассматриваются как потенциальные источники гравитационных волн.
Галактика Блазар Mrk 501 представляет собой один из наиболее таинственных активных объектов, выделяющийся благодаря своему мощному джету. Этот выброс вещества исходит из области вокруг сверхмассивной черной дыры (СМЧД) и распространяется почти со скоростью света.
Анализ, проведенный в различных масштабах, выявил расхождение: ориентация струи на небольших и больших расстояниях от ядра существенно отличается. Ученые объясняют это либо изгибом струи, либо, возможно, более необычными факторами, такими как наличие двойной системы черных дыр. Однако, подтверждающих это данных пока не получено.
На основе анализа 83 наблюдений, полученных с помощью радиотелескопа VLBA на частоте 43 гигагерц в течение более чем десяти лет, астрономы смогли подробно изучить структуру излучения в окрестностях ядра галактики. Помимо уже зафиксированного джета, было обнаружено второе, ранее не идентифицированное образование, представляющее собой поток вещества. Этот поток демонстрирует необычное поведение: он возникает с противоположной стороны ядра, затем изгибается и, кажется, «обходит» центральную область, постепенно соединяясь с основным джетом.
Внешний вид второй струи также вызвал интерес. В некоторых случаях джет принимал форму дуги, похожей на незамкнутое кольцо Эйнштейна — явление, которое возникает при гравитационном линзировании. Это свидетельствует о том, что свет, исходящий от одного объекта, может изгибаться под воздействием гравитации другого, более массивного тела. Авторы научной работы, опубликованной в журнале Ежемесячные сообщения Королевского астрономического общества , по мнению исследователей, излучение может быть обусловлено гравитационным взаимодействием с темной материей. Это, в свою очередь, свидетельствует о возможном существовании еще одного массивного тела.
Анализ интенсивности излучения позволил обнаружить периодичность: приблизительно семь лет для общей структуры джетов и около 121 дня для быстрых изменений в окрестностях ядра. Специалисты считают, что это указывает на орбитальное взаимодействие двух черных дыр, чья масса варьируется от 100 миллионов до миллиарда солнечных масс. Расстояние между ними невелико – всего несколько радиусов Шварцшильда, что свидетельствует о тесной связи этой системы в космических масштабах.
Астрономы также изучали другие возможные причины, такие как нестабильность в струе вещества и ударные волны. Тем не менее, ни одна из этих альтернатив не смогла согласованно объяснить наличие второй струи, характер движения и замеченную периодичность. В связи с этим наиболее вероятной остается гипотеза о наличии двойной сверхмассивной черной дыры, каждая из которых способна генерировать собственную струйку вещества.
Если предположения, высказанные авторами статьи, окажутся обоснованными, Mrk 501 войдет в число немногих известных объектов, представляющих интерес для подобных исследований, и даст возможность исследовать процессы слияния галактик. В будущем это позволит астрономам искать гравитационные волны, связанные с такими слияниями – одни из ключевых сигналов, на которые рассчитывают ученые.