Астрономи знайшли найближчу до Землі пару надмасивних чорних дір

Використовуючи Дуже великий телескоп (VLT) ESO, астрономи виявили найближчу пару надмасивних чорних дір, які коли-небудь спостерігалися. Згодом вони зіллються в єдине ціле, утворюючи гігантську чорну діру.

Великий план (ліворуч) і ширококутне зображення (праворуч) двох яскравих ядер галактики NGC 7727, кожне з яких містить надмасивну чорну діру. Джерело: SO/Voggel et al.; ESO/VST ATLAS team. Acknowledgement: Durham University/CASU/WFAU

Надмасивні чорні діри зазвичай зустрічаються в ядрах масивних галактик. Коли дві такі галактики зливаються, вони також можуть зіткнутися. Це те, що зрештою відбудеться в галактиці NGC 7727. Вона розташована в сузір’ї Водолія на відстані 89 млн світлових років від Землі. Це означає, що ми бачимо її такою, якою вона була за часів останніх динозаврів.

NGC 7727 утворилася під час злиття двох галактик, отже, містить цілих два ядра. Завдяки VLT астрономи змогли сфотографувати ці ядра та визначити, що кожне з них містить надмасивну чорну діру. Також дослідники змогли виміряти відстань між ними. Чорні діри розділені лише 1600 світловими роками. Це вдвічі менше, ніж у найтісніших з раніше відомих подібних пар. Крім того, відстань між NGC 7727 і Землею в п’ять разів менше, ніж та, на якій розташований об’єкт, що раніше вважався найближчим і також містить дві надмасивні чорні діри.

Великий план двох яскравих ядер галактики NGC 7727, кожне з яких містить надмасивну чорну діру. Джерело: ESO/Voggel et al

Характеристика та майбутнє пари чорних дір

Розрахунки, проведені астрономами, показали, що, з урахуванням поточної швидкості, приблизно через 250 млн років обидві чорні діри NGC 7727 зіллються разом. Ця подія буде супроводжуватися утворенням гравітаційних хвиль, які періодично фіксуються на Землі.

Але це ще не всі новини. Спостерігаючи, як гравітація чорних дір впливає на рух світил у їхніх околицях, астрономи змогли визначити їхні маси. У більшої з них це 154 мільйони сонячних мас, а в її компаньйона — «всього» 6,3 млн. Для порівняння, маса чорної діри в центрі нашої Галактики становить 4,3 мільйона сонячних.

Галактика NGC 7727. Джерело: ESO/VST ATLAS team. Acknowledgement: Durham University/CASU/WFAU

Це перший випадок, коли маси надмасивних чорних дір були визначені таким чином. Астрономам вдалося досягти цього завдяки близькості пари до Землі. У спостереженнях використовувався приймач MUSE, встановлений на VLT, пізніше його дані були підтверджені телескопом Hubble.

Варто зазначити, що дослідники давно підозрювали, що в NGC 7727 є дві чорні діри, але не могли впевнено підтвердити їхню наявність, оскільки в їх безпосередній близькості немає потужних джерел високоенергетичного випромінювання. Відкриття припускає, що таких пар, які утворилися в результаті злиття галактик, може бути набагато більше, ніж вважалося раніше. За словами дослідників, зараз оцінка загальної кількості надмасивних чорних дір в нашому локальному регіоні Всесвіту може зрости на 30%.

Область неба навколо галактики NGC 7727. Джерело: ESO/Digitized Sky Survey 2

Очікується, що величезний крок вперед у пошуках таких прихованих пар надмасивних чорних дір буде зроблений за допомогою Надзвичайно великого телескопа (ELT) ESO, який планується ввести в експлуатацію не  пізніше цього десятиліття.

Раніше ми вже писали про те, як астрономи знайшли чорну діру, приховану в околицях Чумацького Шляху та відтворили “постріл” джета такого об’єкта.

За матеріалами https://www.eso.org