Науковці змогли визначити масу пари велетенських чорних дір, які розташовані в центрі однієї з галактик. Це дослідження допоможе зрозуміти, чи відбудеться коли-небудь їхнє злиття в один об’єкт.
Вимірювання мас чорних дір
Використовуючи архівні дані телескопа Gemini North, команда астрономів виміряла масу пари надмасивних чорних дір. Злиття таких об’єктів — явище, яке давно передбачалося, але ніколи не спостерігалося. Нові спостереження дають підказки, чому така подія є малоймовірною у Всесвіті.
Майже кожна масивна галактика містить у своєму центрі надмасивну чорну діру. Коли дві галактики зливаються, об’єкти в їхніх центрах можуть утворювати подвійну систему, тобто перебувати на зв’язаній орбіті одна з одною. Є припущення, що зрештою вони мають злитися, але підтвердження цього досі немає. Дискусії щодо можливості цього явища тривають вже кілька десятиліть.
Дослідження злиття чорних дір
Нещодавно команда астрономів використовувала дані телескопа Gemini North на Гаваях, який є частиною Міжнародної обсерваторії Gemini, керованої лабораторією NOIRLab Національного інституту фізики, щоб проаналізувати надмасивну подвійну чорну діру, розташовану в еліптичній галактиці B2 0402+379. Це єдина подібна система, яку вдалося розрізнити з достатньою деталізацією, щоб побачити обидва об’єкти окремо. У ній же відстань між компонентами є найменшою з виміряних — лише 24 св. роки.
За оцінками команди, маса подвійної чорної діри у 28 млрд разів перевищує сонячну, що робить цю пару найважчим подібним утворенням з усіх, параметри яких коли-небудь були виміряні. Це дослідження не тільки дає цінний контекст формування подвійної системи та історії її галактики-господаря, а й підтверджує давню теорію про те, що маса надмасивної подвійної чорної діри відіграє ключову роль у стримуванні потенційного злиття.
Розуміння того, як сформувалася ця подвійна система, може допомогти передбачити, чи відбудеться її злиття, і коли саме. Кілька підказок говорять про те, що пара утворилася внаслідок злиття кількох галактик. По-перше, B2 0402+379 — це «викопне скупчення», тобто результат злиття зір та газу цілого скупчення галактик в одну масивну. Крім того, наявність двох надмасивних чорних дір у поєднанні з їхньою великою сумарною масою свідчить про те, що вони утворилися внаслідок злиття кількох менших об’єктів з різних зоряних систем.
Прогнози щодо майбутнього системи
Після галактичного злиття надмасивні чорні діри не зіштовхуються «в лоб». Замість цього вони починають кружляти одна навколо іншої, поступово втрачаючи енергію. Пара стає все тіснішою й тіснішою, доки не опиниться на відстані світлових років одна від одної, де гравітаційне випромінювання візьме гору і вони зіллються.
Цей процес безпосередньо спостерігався у парах чорних дір зоряної маси (перший випадок був зафіксований 2015 року завдяки виявленню гравітаційних хвиль), але його ніколи ще не бачили у центрах галактик.
Завдяки новим знанням про надзвичайно велику масу системи астрономи дійшли висновку, що для того, щоб сповільнити орбітальний рух подвійної системи настільки, щоб вони зблизилися дуже близько, потрібна була б надзвичайно велика кількість зірок. У процесі цього чорні діри, схоже, викинули майже всю матерію у своєму оточенні, залишивши ядро галактики без зір та газу. Не маючи більше матеріалу для подальшого сповільнення орбіти пари, їхнє злиття зупинилося на завершальній стадії.
Цілком можливо, що пара зможе подолати цю останню відстань за допомогою іншого злиття галактик, яке вдихне в систему додатковий матеріал або, можливо, третю чорну діру, щоб сповільнити орбіту пари настільки, щоб вона могла злитися. Однак, враховуючи статус B2 0402+379 як «викопного» скупчення, ще одне злиття галактик малоймовірне.
За матеріалами phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t. me/ustmagazine
