Ученые смогли определить массу пары гигантских черных дыр, которые находятся в центре одной из галактик. Это исследование поможет понять, произойдет ли когда-нибудь их слияние в один объект.
Измерение масс черных дыр
Используя архивные данные телескопа Gemini North, команда астрономов измерила массу пары сверхмассивных черных дыр. Слияние таких объектов — явление, которое давно предполагалось, но никогда не наблюдалось. Новые наблюдения дают подсказки, почему такое событие маловероятно во Вселенной.
Почти каждая массивная галактика содержит в своем центре сверхмассивную черную дыру. Когда две галактики сливаются, объекты в их центрах могут образовывать двойную систему, то есть находиться на связанной орбите друг с другом. Существует предположение, что в конце концов они должны слиться, но подтверждения этому до сих пор нет. Дискуссии о возможности этого явления продолжаются уже несколько десятилетий.
Исследование слияния черных дыр
Недавно команда астрономов использовала данные телескопа Gemini North на Гавайях, который является частью Международной обсерватории Gemini, управляемой лабораторией NOIRLab Национального института физики, чтобы проанализировать сверхмассивную двойную черную дыру, расположенную в эллиптической галактике B2 0402+379. Это единственная подобная система, которую удалось различить с достаточной детализацией, чтобы увидеть оба объекта по отдельности. В ней же расстояние между компонентами является наименьшим из измеренных — всего 24 св. года.
По оценкам команды, масса двойной черной дыры в 28 млрд раз превышает солнечную, что делает эту пару самым тяжелым подобным образованием из всех, параметры которых когда-либо были измерены. Это исследование не только дает ценный контекст формирования двойной системы и истории ее галактики-хозяина, но и подтверждает давнюю теорию о том, что масса сверхмассивной двойной черной дыры играет ключевую роль в сдерживании потенциального слияния.
Понимание того, как сформировалась эта двойная система, может помочь предсказать, произойдет ли ее слияние, и когда именно. Несколько подсказок указывают на то, что пара образовалась в результате слияния нескольких галактик. Во-первых, B2 0402+379 — это «ископаемое скопление», то есть результат слияния звезд и газа целого скопления галактик в одну массивную. Кроме того, наличие двух сверхмассивных черных дыр в сочетании с их большой суммарной массой свидетельствует о том, что они образовались в результате слияния нескольких меньших объектов из разных звездных систем.
Прогнозы относительно будущего системы
После галактического слияния сверхмассивные черные дыры не сталкиваются «в лоб». Вместо этого они начинают кружить одна вокруг другой, постепенно теряя энергию. Пара становится все теснее и теснее, пока не окажется на расстоянии световых лет друг от друга, где гравитационное излучение возьмет верх и они сольются.
Этот процесс непосредственно наблюдался в парах черных дыр звездной массы (первый случай был зафиксирован в 2015 году благодаря обнаружению гравитационных волн), но его никогда еще не видели в центрах галактик.
Благодаря новым знаниям о чрезвычайно большой массе системы астрономы пришли к выводу, что для того, чтобы замедлить орбитальное движение двойной системы настолько, чтобы они сблизились очень близко, нужно было бы чрезвычайно большое количество звезд. В процессе этого черные дыры, похоже, выбросили почти всю материю в своем окружении, оставив ядро галактики без звезд и газа. Не имея больше материала для дальнейшего замедления орбиты пары, их слияние остановилось на завершающей стадии.
Вполне возможно, что пара сможет преодолеть это последнее расстояние с помощью другого слияния галактик, которое вдохнет в систему дополнительный материал или, возможно, третью черную дыру, чтобы замедлить орбиту пары настолько, чтобы она могла слиться. Однако, учитывая статус B2 0402+379 как «ископаемого» скопления, еще одно слияние галактик маловероятно.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t. me/ustmagazine
