На изображении Хаббла выше показана странная галактика, известная как Mrk 273. Странная форма - включая яркий инфракрасный центр и длинный хвост, простирающийся в космос на 130 тысяч световых лет, - явно свидетельствует о слиянии галактик.
Наблюдения в ближней инфракрасной области показали, что ядро состоит из нескольких компонентов, но в течение многих лет детали такого вида оставались скрытыми от пыли. Получив дополнительные данные от телескопа Кека, базирующегося на Гавайях, астрономы подтвердили, что этот объект является результатом слияния галактик с инфракрасным ярким центром, состоящим из двух активных ядер галактик - сильно светящихся ядер, питаемых сверхмассивными черными дырами.
В центре каждой галактики находится сверхмассивная черная дыра. В то время как название звучит захватывающе, наша сверхмассивная черная дыра, Sgr A * довольно спокойна. Но в центре каждого рано Галактика вырисовывается наоборот: активные галактические ядра (сокращенно AGN). В соседней Вселенной также есть много AGN, но возникает вопрос: как и когда эти черные дыры становятся активными?
Чтобы найти ответ, астрономы смотрят на слияние галактик. Когда две галактики сталкиваются, сверхмассивные черные дыры падают к центру объединенной галактики, в результате чего образуется двойная система черных дыр. На этом этапе они остаются спокойными черными дырами, но, вероятно, скоро станут активными.
«Аккреция материала на неподвижную черную дыру в центре галактики позволит ей увеличиваться в размерах, что приведет к тому, что ядро« включится »и станет активным», - говорит доктор Вивиан У, ведущий автор исследование, рассказал журнал Space. «Поскольку взаимодействие галактик дает возможность газообразному материалу в галактиках-предшественниках терять момент импульса и воронки к центру системы, считается, что он играет роль в запуске AGN. Однако было трудно точно определить, как и когда в системе слияния происходит такой запуск ».
Хотя известно, что AGN может «включиться» до окончательного слияния двух черных дыр, неизвестно, когда это произойдет. Довольно много систем не поддерживают двойной AGN. Для тех, кто это делает, мы не знаем, происходит ли синхронное зажигание или нет.
Mrk 273 дает мощный пример для изучения. Команда использовала приборы ближнего инфракрасного диапазона на телескопе Кека, чтобы исследовать пыль. Адаптивная оптика также убрала эффекты размытия, вызванные атмосферой Земли, что позволило получить более чистое изображение - в соответствии с космическим телескопом Хаббла с земли.
«Изюминка в том, что усовершенствованная система слияния поздней стадии галактики Mrk 273 содержит два ядра из галактик-прародителей, которые еще не полностью слились», - объясняет доктор У. Присутствие двух сверхмассивных черных дыр можно легко определить по быстро вращающиеся газовые диски, которые окружают два ядра.
«Оба ядра уже включены, о чем свидетельствуют коллимированные оттоки (типичная сигнатура AGN), которые мы наблюдаем», - сказал доктор У. Такое большое количество энергии, выделяемой обеими сверхмассивными черными дырами, говорит о том, что Mrk 273 является двойной системой AGN. Эти захватывающие результаты отмечают важный шаг в понимании того, как слияния галактик могут «включить» сверхмассивную черную дыру.
Команда собрала данные в ближней инфракрасной области для большой выборки слияний галактик в разных состояниях слияния. С новым набором данных д-р У стремится «понять, как природа образования ядерной звезды и активность АЯГ могут изменяться по мере развития галактической системы в результате взаимодействия».
Результаты будут опубликованы в Astrophysical Journal (препринт доступен здесь).
