Парные черные дыры теоретизируются, чтобы быть распространенными, но избежали обнаружения - до сих пор.
Астрономы Тодд Боросон и Тод Лауэр из Национальной оптической астрономической обсерватории (NOAO) в Тусоне, штат Аризона, обнаружили нечто похожее на две массивные черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга в центре одной галактики. Их открытие появляется в выпуске этой неделиПрирода.
Астрономы давно подозревали, что большинство крупных галактик содержат черные дыры в их центре, и что большинство галактик претерпели какое-то слияние за свою жизнь. Но хотя бинарные системы черных дыр должны быть общими, их оказалось трудно найти. Боросон и Лауэр считают, что они нашли галактику, которая содержит две черные дыры, которые вращаются вокруг друг друга каждые 100 лет или около того. Кажется, что они разделены только 1/10 парсек, десятой части расстояния от Земли до ближайшей звезды.
Вероятно, что после образования галактики в ее центре может образоваться массивная черная дыра. Поскольку многие галактики находятся в скоплении галактик, отдельные галактики могут сталкиваться друг с другом, когда они вращаются в скоплении. Тайна в том, что происходит с этими центральными черными дырами, когда галактики сталкиваются и в конечном итоге сливаются воедино. Теория предсказывает, что они будут вращаться вокруг друг друга и в конечном итоге слиться в еще большую черную дыру.
«В предыдущей работе были выявлены потенциальные примеры черных дыр на пути к слиянию, но случай, представленный Боросоном и Лауэром, особенный, потому что спаривание более тесное, а доказательства гораздо сильнее», - написал Джон Миллер, астроном Мичиганского университета, в сопровождающая редакция.
Материал, падающий в черную дыру, излучает свет в узких областях длин волн, образуя линии излучения, которые можно увидеть, когда свет рассеивается в спектре. Линии излучения несут информацию о скорости и направлении черной дыры и материала, падающего в нее. Если присутствуют две черные дыры, они будут вращаться вокруг друг друга перед слиянием и будут иметь характерную двойную сигнатуру в своих эмиссионных линиях. Эта подпись была найдена.
Меньшая черная дыра имеет массу в 20 миллионов раз больше массы Солнца; более крупный в 50 раз больше, что определяется их орбитальными скоростями.
Боросон и Лауэр использовали данные Sloan Digital Sky Survey, телескопа диаметром 2,5 метра (8 футов) в точке Апач в южной части Нью-Мексико, чтобы найти эту характерную двойную черную сигнатуру среди 17 500 квазаров.
Квазары являются наиболее яркими версиями общего класса объектов, известных как активные галактики, которые могут быть в сто раз ярче, чем наша галактика Млечный путь, и питаются за счет аккреции материала в сверхмассивные черные дыры в их ядрах. Астрономы нашли более 100 000 квазаров.
Боросону и Лауэру пришлось исключить возможность того, что они видели две галактики, каждая со своей черной дырой, наложенной друг на друга. Чтобы попытаться исключить эту возможность суперпозиции, они определили, что квазары были на одном и том же расстоянии, определенном красным смещением, и что была подпись только одной галактики-хозяина.
«Двойной набор широких эмиссионных линий является довольно убедительным доказательством наличия двух черных дыр», - сказал Боросон. «Если на самом деле это была случайная суперпозиция, один из объектов должен быть довольно своеобразным. Одна приятная вещь в этой двойной системе черных дыр состоит в том, что мы предсказываем, что увидим заметные изменения скорости в течение максимум нескольких лет. Мы можем проверить наше объяснение, что двойная система черных дыр встроена в галактику, которая сама является результатом слияния двух меньших галактик, каждая из которых содержала одну из двух черных дыр ».
LEAD IMAGE CAPTION (подробнее): концепция художника о двойной сверхмассивной системе черной дыры. Каждая черная дыра окружена диском материала, постепенно вкручивающимся в его хватку, испуская излучение от рентгеновских лучей до радиоволн. Две чёрные дыры завершают орбиту вокруг своего центра масс каждые 100 лет, путешествуя с относительной скоростью 6000 километров (3728 миль) в секунду. (Кредит П. Маренфельд, NOAO)
Источник: NOAO
