Ученые смогли доказать, что активная галактика OJ 287 содержит две сверхмассивные черные дыры: главную и ее спутник. Когда последний приближается к первой и пересекает ее аккреционный диск, это создает вспышки удивительной силы.
Две черные дыры в галактике OJ 287
Ученые из ряда европейских университетов и обсерваторий опубликовали исследование, посвященное активной галактике OJ 287. Она известна астрономам с 1888 года. Уже в XX веке астрономы открыли, что она чрезвычайно активна в радиодиапазоне и технически должна считаться квазаром.
Более 40 лет назад ученые из Университета Турку заметили, что активность галактики в радиодиапазоне имеет периодичность. Существуют два цикла: один продолжительностью в 12 лет, а второй — в 55. Тогда то, что в центре квазаров находится черная дыра, было лишь одним из возможных объяснений. Но уже тогда было предположение, что в данном случае имеют место два подобных объекта, которые вращаются друг вокруг друга.
Более короткий цикл объяснялся вращением меньшей черной дыры вокруг большей, а более длинный — смещением ее орбиты. Однако до 2020-х это предположение было чисто теоретическим. Ни в одном диапазоне разделить два объекта на небе не удавалось. Только изменение сигнала подсказывало, что он там не один.
Как предсказать вспышки?
Система в центре галактики OJ 287 состоит из двух черных дыр. Большая из них имеет массу в 18 млрд раз больше, чем Солнце. Вторая по крайней мере в сто раз легче ее. Поэтому, хотя обе они считаются сверхмассивными, на самом деле речь идет о центральном объекте и спутнике, вращающемся вокруг него.
Ученые уже достаточно давно поняли, что периодическое усиление сигнала от OJ 287 — это на самом деле серия мощных вспышек, которые происходят, когда меньшая черная дыра на скорости, близкой к световой, ныряет в аккреционный диск большей. Газ и пыль при этом превращаются в раскаленные пузыри, которые остаются горячими и излучают радиосигналы еще несколько месяцев.
Вспышка, которая при этом происходит, ярче, чем все звезды галактики вместе взятые. Они достаточно регулярны, однако предсказать их до последнего времени было невозможно, ведь орбита меньшей из черных дыр не была известна. Однако исследования вспышек, осуществленные в 1983, 1994, 1995, 2005, 2007, 2015 и 2019 годах позволили ее рассчитать.
Результаты исследования
В 2021–2022 годах ученые провели серию длительных наблюдений за центром OJ 287. Они подтвердили, что это действительно двойная система сверхмассивных черных дыр, одна из которых ныряет в аккреционный диск другой и вызывает тем самым масштабные вспышки в радиодиапазоне.
Однако для ученых стало сюрпризом то, что вспышки оказались более разнообразными, чем считалось до сих пор. В частности была зарегистрирована вспышка, в 100 раз ярче, чем все звезды галактики OJ 287 вместе взятые. Однако длилась она всего сутки. Ученые считают, что видели, как меньшая черная дыра получила от большей порцию вещества и «проглотила» ее, частично превратив в излучение.
Вторая вспышка была значительно продолжительнее, но наблюдалась только гамма-телескопом Fermi. Ученые убеждены, что она возникла, когда релятивистские струи с полюсов меньшей черной дыры пересеклись с газом аккреционного диска большей. Именно это событие могло привести к рождению настолько высокоэнергетических волн.
По материалам phys.org.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
