4.1K
Астрономы обнаружили пять двойных сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Это открытие поможет понять, как растут эти гигантские объекты и как они порождают самые сильные сигналы гравитационных волн во Вселенной.
Каждая из черных дыр в открытых бинарных системах, образовавшихся при столкновении галактик, массивнее Солнца в миллионы раз.
«Астрономы обнаруживают одиночные сверхмассивные черные дыры по всей Вселенной. Но несмотря на то, что ученые предсказывают их быстрый рост в ходе слияний, находить двойные сверхмассивные черные дыры по-прежнему крайне сложно», – рассказывает Шобита Сатьяпал из Университета Джорджа Мейсона (США), автор первого исследования, описывающего открытие.
Ранее в ходе рентгеновских наблюдений было открыто менее десяти пар растущих черных дыр, причем практически все случайно. Для систематического поиска команде ученых пришлось тщательно просеять данные от телескопов, работающих на разных длинах волн.
Сначала исследователи использовали оптические данные от Sloan Digital Sky Survey (SDSS), чтобы выявить галактики, находящиеся в стадии слияния. Из этого набора они выбрали те пары, у которых расстояние между центрами по данным SDSS составляет менее 30 000 световых лет, а инфракрасные наблюдения телескопа NASA «WISE» соответствуют прогнозам быстрорастущей сверхмассивной черной дыры.
Этот подход позволил ученым определить семь систем, содержащих по крайней мере одну сверхмассивную черную дыру. Поскольку сильное рентгеновское излучение является признаком роста черных дыр, Шобита Сатьяпал и ее коллеги провели дополнительные наблюдения целей телескопом NASA «Chandra». В пяти системах были обнаружены близко расположенные пары источников рентгеновских лучей, что свидетельствует о том, что они содержат две растущие сверхмассивные черные дыры.
И рентгеновские данные, и инфракрасные наблюдения позволяют предположить, что обнаруженные сверхмассивные черные дыры окутаны большим количеством пыли и газа.
«Наша работа показывает, что объединение инфракрасных и рентгеновских наблюдений – очень эффективный способ найти пары черных дыр», – сказала Сара Эллисон из Университета Виктории (Канада), автор второго исследования.
Открытие имеет важное значение для активно развивающейся гравитационно-волновой астрофизики. Коллаборация LIGO уже четырежды фиксировала сигналы от слияния черных дыр, но все они были значительно меньше (массой от 8 до 36 масс Солнца), чем вновь открытые в центрах галактик.
По мере сближения сверхмассивные черные дыры должны начать порождать гравитационные волны. Окончательное их слияние, которое продлится сотни миллионов лет, создаст еще более массивного монстра. Этот процесс произведет удивительное количество энергии, когда часть массы преобразуется в гравитационные волны.
«Важно понять, насколько распространены пары сверхмассивных черных дыр, чтобы прогнозировать сигналы для гравитационных волновых обсерваторий. Наступает захватывающее время для исследования слияния черных дыр. Мы находимся на ранних стадиях новой эры в изучении Вселенной», – заключила Шобита Сатьяпал.