Недалеко от нашей есть галактика, в которой астрономы были уверены, что она имеет форму «Х», по крайней мере, с точки зрения радиотелескопов. Но новое, более четкое изображение радиотелескопа показывает, что галактика больше похожа на вытянутую каплю.
Это изображение, опубликованное 11 июля в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества», опровергает давние представления о галактике NGC 326 и разрушает давнюю теорию о столкновениях сверхмассивных черных дыр. Это продукт низкочастотного массива (LOFAR), мощного радиотелескопа в Нидерландах.
NGC 326 действительно казался Х-образным, писали авторы газеты от 11 июля. Всякий раз, когда исследователи изучали радиосигнатуры галактики - особые образцы радиоволн, которые излучает структура, - они, казалось, демонстрировали четыре отчетливые доли, ножки X. Они думали, что это свидетельство прошлого гигантского столкновения между двумя сверхмассивными черными дырами , Но новое изображение представляет собой более сложную картину, которую не может объяснить только столкновение с черной дырой.
Вот почему форма X была большой проблемой для исследователей черных дыр. Большие галактики, в том числе наш собственный Млечный Путь, имеют сверхмассивные черные дыры в своих центрах, как ранее сообщала Live Science. Эти черные дыры, какими бы большими они ни были, в большинстве своем слишком малы и находятся далеко, чтобы их можно было наблюдать даже с помощью самых лучших телескопов. Но астрономы могут распознать эти черные дыры по радиосигналам. Многие сверхмассивные черные дыры выбрасывают в космос две струи материи, сделанные из материала, который едва избежал попадания в пустоту. Эти джеты вылетают в противоположных направлениях со значительной долей скорости света, создавая длинные пятна светящихся частиц в пространстве, часто больше, чем их галактики, которые могут обнаружить радиотелескопы.
Но исследователи долго задавались вопросом: когда сливаются крупные галактики, сталкиваются ли их сверхмассивные черные дыры? Авторы статьи пишут, что в астрофизике остается открытым вопрос, достаточно ли долгое время существовала Вселенная, чтобы две сверхмассивные черные дыры сгорели вместе. Как только два таких гиганта натыкаются на орбиты друг друга, процесс вращения все ближе и ближе, а затем, в конечном итоге, сталкивается, может занять столько миллиардов лет, что мы никогда не увидим его в нашей вселенной.
Но некоторые астрономы думали, что X-образные галактики являются доказательством того, что эти столкновения произошли. Теория заключалась в том, что в какой-то момент сверхмассивная черная дыра, создающая две струи, врезалась в другую сверхмассивную черную дыру, что привело к новой, более крупной черной дыре, ориентированной по совершенно новой оси, согласно авторам статьи. Эта новая черная дыра будет стрелять своими двумя струями в совершенно другом направлении, но струи из исходной черной дыры будут оставаться светящимися в пространстве, создавая эту форму X.
Эта теория X-образных галактик имеет несколько довольно строгих терминов: между долями струй не должно быть никакого размазывания. Пустые пространства должны быть темными. Это потому, что черная дыра переориентировалась бы так внезапно, что струи не переместились бы через промежуточное пространство, наполнив его частицами. Процесс, с внешней точки зрения, будет выглядеть как отключение одного струйного источника так же, как другой включается в том же месте, распыляя в разных направлениях.
Новая картина LOFAR показывает, что, по крайней мере, в NGC 326 это не так. Пространства между лепестками "X" галактики заполнены светящимися частицами, что делает его больше похожим на каплю, чем на букву алфавита.
«Мы подчеркиваем, что слияние BH-BH, проявляющееся либо как резкая переориентация струи, либо как более медленный переход ... не исключается этими данными», - пишут исследователи в статье. «Но это уже не является ни необходимым, ни достаточным объяснением для наблюдаемой морфологии источника».
Другими словами, черные дыры могли слиться в NGC 326. Но эта более детальная картина не обязательно показывает детрит такого слияния. И если в NGC 326 произошло слияние с черной дырой, то это слияние само по себе не может объяснить форму, которую астрономы теперь могут видеть в этой части пространства.
Исследователи писали, что в будущем астрономам придется пересмотреть свои предположения о X-образных галактиках, примером которых является NGC 326. В то время как астрономы готовятся разместить космическую антенну лазерного интерферометра, или LISA - самый чувствительный детектор гравитационных волн - в космосе, некоторые из них произвели расчеты того, сколько сверхмассивных слияний черных дыр (которые производят очень большие колебания в пространстве-времени, также известный как низкочастотные гравитационные волны) прибор должен иметь возможность обнаруживать каждый год на основе числа X-образных галактик в космосе. Но если NGC 326 на самом деле не Х-образной формы, могут ли астрономы верить в то, что кто-то из более отдаленных? Возможно, пришло время вернуться к чертежной доске с этими расчетами.
