На огромном расстоянии, исчисляемом миллиардами световых лет, астрономы обнаружили аномальную галактику, характеризующуюся наличием двух ядер и, соответственно, двух сверхмассивных черных дыр. Более детальное изучение показало наличие между ними и третьей. Теперь исследователи полагают, что она сформировалась аналогичным образом, как, вероятно, появлялись первые сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной – в результате сжатия плотного скопления материи.
Недавно в космосе удалось обнаружить пример крайне редкого стечения обстоятельств: две дисковые галактики столкнулись почти «лоб в лоб», каждая в результате этого удара образовала вокруг себя кольцо, и получилась живописная картина, которая напомнила ученым глаза совы. Теперь в глубинах Вселенной нашли еще один очень похожий случай, причем даже более интересный. О нем ученые рассказали в статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org.
Уникальная форма этой новой галактики побудила астрономов дать ей название «Знак бесконечности» — ∞ galaxy. Свет от нее достиг Земли примерно за восемь миллиардов лет. Таким образом, мы видим ее в том состоянии, в котором она находилась в ранней Вселенной, примерно через пять миллиардов лет после Большого взрыва.
Это галактика, содержащая два ядра, разделённые отрезком в чуть больше 30 тысяч световых лет. Это расстояние примерно в пять раз меньше, чем расстояние от Млечного Пути до Большого Магелланова Облака, его крупнейшего галактического спутника. Фактически, «Знак бесконечности» представляет собой две галактики, столкнувшиеся друг с другом и образовавшие кольцевую структуру, что и обуславливает их сходство с «перевернутой восьмеркой».
В любом ядре, безусловно, присутствует сверхмассивная черная дыра. Точная масса каждой из них не определена, однако очевидно, что обе они интенсивно аккрецируют вещество, что проявляется в ярком излучении, исходящем от галактических центров.
По мнению исследователей, подтверждение наличия этих двух центральных черных дыр имеет большое значение, поскольку в области пересечения «ударных» колец между ядрами галактик наблюдается третья сверхмассивная черная дыра. Это позволяет утверждать, что мы имеем дело с «тройной» галактикой.
Изначально считалось, что в центре находится не третья черная дыра, а одна из двух, сдвинутая в результате столкновения. Однако, когда стало ясно, что обе остаются на своих позициях, возникла новая гипотеза: «дополнительная» сверхмассивная черная дыра сформировалась не в результате слияния большого числа звезд, а непосредственно в процессе коллапса обширного количества газа в плотном сгущении. Эта версия представляется вероятной, в частности, поскольку две встречные ударные волны способны создать очень плотное скопление вещества.
Для проверки данной гипотезы ученые предприняли попытку определить скорость вращения черной дыры и газа, находящегося вокруг нее, посредством анализа характеристик светового спектра. Они отметили, что если черная дыра сформировалась в плотном скоплении межгалактического вещества, то ее скорость вращения и скорость окружающего газа должны быть сопоставимы. И это подтвердилось в ходе исследования.
Существуют давние научные данные, подтверждающие возможность формирования сверхмассивных черных дыр в галактиках посредством непосредственного сжатия вещества. Данный механизм хорошо объясняет многочисленные наблюдения, сделанные в последние годы в ранней Вселенной: галактики, существовавшие всего через сотни миллионов лет после Большого взрыва, демонстрировали значительные размеры и содержали в себе массивные ядра. Накопление массы посредством слияний и поглощения звезд – это процесс, занимающий слишком много времени, чтобы объяснить возникновение такого результата в столь сжатые сроки.