Зафиксирована пара почти столкнувшихся чёрных дыр

Струи, вылетающие из окрестностей этих сверхобъектов, изогнуты гравитацией «соседа» до состояния полной зигзагообразности. Приютившая эту парочку галактика скоро станет ареной слияний и поглощений колоссальных масштабов.

С помощью инфракрасного космического телескопа WISE открыт редчайший объект WISE J233237.05-505643.5 — пара сверхмассивных чёрных дыр (СМЧД), вращающихся по спирали друг вокруг друга и находящихся на пути к скорому слиянию в ещё более крупную ЧД.

Танго двух чёрных дыр обеспечивает население тамошней галактики —
верим, что оно есть! — первостатейным ночным освещением. (Иллюстрация НАСА.)

Не поймите нас неправильно: СМЧД — вовсе не редкая штука. И, по всей видимости, СМЧД оккупируют центр каждой галактики, а те, в свою очередь, нередко сливаются — с последующим воссоединением своих СМЧД. В истории нашей Галактики такое, скорее всего, происходило несколько раз. Только вот миллиардолетний возраст нашего дома несколько затрудняет фиксацию слияния СМЧД, идущего «здесь и сейчас» (и заметного в том излучении, которое к нам сейчас поступает от далёких галактик).

Перед авторами исследования — Ца Чаовэем (Chao-Wei Tsa) из Лаборатории реактивного движения НАСА и его коллегами — наконец-то открылась счастливая возможность, во-первых, вживую увидеть, как слияние двух ЧД ведёт к росту их массы, а во-вторых, зарегистрировать мощные гравитационные волны, которые непременно должны стать следствием такого события.

Объект WISE J233237.05-505643.5 располагается в галактике, удалённой от нас настолько, что её свет достиг ваших, земляне, телескопов через 3,8 млрд лет после испускания первых фотонов. На сегодня это самый дальний из известных кандидатов в пары взаимно вращающихся СМЧД. Расстояние между чёрными дырами оценивается в несколько тысяч световых лет, но это почти ничего: по сути, все звёзды между ними уже испытывают колоссальное гравитационное влияние сразу обеих дыр, то есть должны резко и причудливо менять свои орбиты.

Событие такого рода — это редкая возможность испытать существующие модели событий, происходящих при слиянии ЧД. (Иллюстрация Campanelli et al.)

Чтобы убедиться в том, что перед нами не одна СМЧД, а пара, были использованы радиотелескопы, подтвердившие, что от WISE J233237.05-505643.5 исходит не одна прямая пара релятивистских струй, а какие-то зигзагообразные струйные образования, форма которых искажена гравитацией ЧД-компаньонок.

Наблюдения в оптическом диапазоне указывают также на то, что гравитация одной дыры превратила аккреционный диск второй скорее в комок, чем в собственно диск, и это лишь подтверждает природу двойного объекта.

Отчёт об исследовании будет опубликован в издании Astrophysical Journal, а его препринтом можно полистать здесь.

Подготовлено по материалам Лаборатории реактивного движения НАСА.

Александр Березин