RW Space

Сложный танец двух черных дыр, запертых на обреченной орбите, был обнаружен на первом в своем роде прямом радиоизображении.

Это первый раз, когда астрономы напрямую получили изображения отдельных джетов обеих черных дыр в известной двойной системе, что окончательно подтвердило модель двойного ядра галактики под названием OJ 287.

В OJ 287, расположенной на расстоянии около 3,5 миллиардов световых лет от нас, сложное и экстремальное взаимодействие между двумя центральными сверхмассивными черными дырами документировалось на протяжении десятилетий. Однако это первое изображение, на котором видны явные сигнатуры обоих объектов.

Связано: Астрономы предсказывают удивительную вспышку от двух вращающихся сверхмассивных черных дыр

«Для первого раз нам удалось получить изображение двух черных дыр, вращающихся друг вокруг друга. На изображении черные дыры идентифицируются по интенсивным струям частиц, которые они испускают», — говорит астроном Маури Валтонен из Университета Турку в Финляндии.

«Сами черные дыры совершенно черные, но их можно обнаружить по этим струям частиц или по светящемуся газу, окружающему дыру».

OJ 287 — это тип галактики, называемый квазаром, который является самым ярким объектом во Вселенной. Эта яркость обусловлена ​​активностью сверхмассивной черной дыры в их галактическом центре, активно питающейся огромным диском материала. Когда он вращается вокруг черной дыры, этот материал нагревается под действием трения и гравитации до экстремальных температур, заставляя его сиять светом.

Однако OJ 287 отличается от других квазаров. Еще в 1982 году астрономы заметили изменчивость ее яркости с 12-летней периодичностью, указывающей на то, что орбита спутника центральной сверхмассивной черной дыры вращается по странной орбитальной траектории, которая периодически пробивает диск.

«Что особенного в OJ287, так это то, что считалось, что он содержит не одну, а две черные дыры, вращающиеся друг вокруг друга по двенадцатилетней орбите, что создает легко узнаваемый узор света. вариации за один и тот же период», — говорит Валтонен.

Когда черные дыры активно поглощают материю, может произойти несколько вещей. Одним из них является извержение астрофизических струй, когда материал из самого внутреннего края диска, ближайшего к черной дыре, отклоняется вдоль силовых линий магнитного поля за пределы горизонта событий. Когда он достигает полюсов, этот материал выбрасывается в космос с огромной скоростью.

Предыдущие наблюдения OJ 287 показали, что из большей из двух черных дыр вырывается огромная струя, абсолютная единица, масса которой в 18 миллиардов раз превышает массу Солнца. Однако обнаружение джета от меньшего из двух, с более скромной массой в 150 миллионов солнечных, оставалось невозможным.

Астрономы провели множество наблюдений OJ 287, самое четкое из которых было получено с помощью интерферометра с очень длинной базой под названием RadioAstron в 2014 году.

Работая с наземными антеннами, космическая обсерватория достигла рекордного разрешения, выявляя структуры. На расстоянии 3,5 миллиардов световых лет, что эквивалентно изображению монеты на поверхности Луны. Исследователи полагали, что если будет обнаружена струя из меньшей черной дыры, она появится в данных РадиоАстрона.

Итак, они вернулись к карте света квазара, составленной РадиоАстроном, и идентифицировали несколько особенностей, связанных с астрофизической струей из питающей черной дыры. Они также рассчитали, как движение вторичной черной дыры изменит траекторию ее струи.

Поскольку вторичная черная дыра движется гораздо быстрее относительно первичной, ее струя должна закручиваться, как вода, вытекающая из вращающегося садового шланга.

Наконец, исследователи сравнили карту РадиоАстрона и расчеты траектории вторичной струи с предыдущими моделями поведения двойной черной дыры. Результаты показали, что одна из особенностей джета на карте почти идеально соответствует теоретическим предсказаниям для джета вторичной черной дыры.

На изображении основная струя течет по диагонали через ядро ​​галактики, а более слабая наклонная полоса соответствует предсказанному пути струи меньшей черной дыры. Кроме того, доплеровские свойства струй позволяют предположить, что вторичная струя движется медленнее, примерно вдвое медленнее первичной.

Это делает изображения РадиоАстрона, полученные почти десять лет назад, первым изображением, свидетельствующим о наличии двух астрофизических струй, каждая из которых вырывается из отдельной сверхмассивной черной дыры.

Следующим шагом будет проверка открытия. Еще одна радиокарта OJ 287 в настоящее время находится в стадии разработки; это может дать некоторые подсказки о поведении самолета. Однако для дальнейших наблюдений нам, возможно, придется подождать 2030-х годов, когда вторичный джет снова станет видимым.

Исследование группы было опубликовано в The Astrophysical Journal.