Космическое сближение. Ученые нашли две активные черные дыры на расстоянии всего лишь 570 световых лет друг от друга
Данные телескопа VLT доказали существование двух активных черных дыр в галактике, которой всего два миллиарда лет.
Астрономы обнаружили две активные сверхмассивные черные дыры, расположенные на расстоянии всего 175 парсеков (570 световых лет) друг от друга.
Ученые опубликовали свое исследование на сервере препринтов arXiv. Оно посвящено системе MG B2016+112, существовавшей во времена, когда возраст Вселенной составлял около двух миллиардов лет.
Согласно теоретическим моделям, во время слияния галактик большие объемы газа направляются в их центры, что должно приводить к формированию двойных активных галактических ядер. Однако выявить такие близкие объекты на огромных космических расстояниях обычно крайне трудно из-за ограниченного разрешения телескопов.
В данном случае ученым помогло явление сильного гравитационного линзирования. Массивная галактика, расположенная между Землей и исследуемым объектом, искривила пространство-время и сработала как гигантское увеличительное стекло. Это усилило фоновый свет и создало три отдельных изображения системы (обозначенные как A, B и C). Анализируя архивные спектральные данные, полученные копией инструмента MUSE на очень большом телескопе (VLT), команда проверила гипотезу о наличии двух независимых источников излучения.
Специалисты провели тщательную обработку спектров, очистив их от галактического поглощения газом. Измерив интенсивность ключевых эмиссионных линий (водорода, азота, углерода и гелия), астрономы обнаружили, что одно из соотношений линий для изображений A и B совпадает, тогда как для изображения C оно существенно ниже. Это стало весомым спектроскопическим доказательством того, что изображение C подсвечивается другой черной дырой, чем A и B. Оценка масс по ширине линии излучения углерода (C IV) показала, что черная дыра для изображений A и B имеет массу по меньшей мере в 20−23 миллиона больше, чем у С.
Подобные масштабы подтверждают сценарий большого столкновения двух аналогичных по размерам галактик. В то же время исследование выявило загадку о скорости поглощения материи: черная дыра A/B питается на уровне 47−51% от своего максимума, тогда как более легкая черная дыра C — на уровне всего лишь в 4%. Это противоречит классическим моделям, которые подразумевают более быстрый рост менее массивного компаньона, правда, ученые отмечают, что расчеты для C нуждаются в уточнении из-за неопределенности коэффициента линзирования.
Для окончательного подтверждения масс и скоростей поглощения астрономы провести новые наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне.