Астрономы только что обнаружили две сверхмассивные черные дыры на грани легендарного столкновения: ScienceAlert

Астрономы обнаружили космическое столкновение гигантского объекта всего через 3 миллиарда лет после Большого взрыва.

Галактика под названием J0749+2255 на самом деле состоит из двух галактик, слившихся в одну, и у нее не сверхмассивная черная дыра, а две. Так уж получилось, что эти две черные дыры находятся на пути столкновения, разделенные относительно небольшим расстоянием всего в 10 000 световых лет.

Это не первый раз, когда мы наблюдаем близкое столкновение с черной дырой, но J0749+2255 — редкая жемчужина. Обе черные дыры, обнаруженные в начале Вселенной, являются очень активными квазарами.

Это открытие может помочь ученым решить непрекращающуюся и запутанную загадку того, как сверхмассивные черные дыры вырастают до таких гигантских размеров.

«Мы не видим много двойных квазаров так рано во Вселенной. Вот почему это открытие так волнует», — сказала она. Он говорит Астроном Ю Цин Чен из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.

Квазары — одни из самых ярких объектов во Вселенной. Он содержит активное галактическое ядро ​​— центр галактики, в котором находится сверхмассивная черная дыра, поглощающая огромное количество материала.

Черные дыры не излучают никакого собственного света, который мы можем обнаружить в настоящее время. Огромное количество вещества, вращающегося вокруг черной дыры, нагревается за счет интенсивного трения и гравитации, так что оно не только светится, но и тлеет в огромных темных безднах пространства-времени.

Многие галактики ранней Вселенной являются галактиками квазаров, а некоторые в ближней Вселенной имеют два или даже три квазара в центре. Это происходит, когда галактики сталкиваются и сливаются, каждая со своей сверхмассивной черной дырой. Две черные дыры падают навстречу друг другу и в конце концов, как нам кажется, сливаются, образуя сверхмассивную черную дыру.

Но обнаружить эти слияния в ранней Вселенной немного сложнее. Свет от J0749+2255 дошел до нас более 10 миллиардов лет; То, что мы видим в галактике, очень маленькое и слабое по сравнению с объектами, расположенными намного ближе к нам. На таком расстоянии расстояние между сверхмассивными черными дырами, связанными гравитацией, слишком мало, чтобы наши нынешние инструменты могли это увидеть.

Слабое отличие в свете от J0749+2255, обнаруженное телескопом Gaia, предполагает, что с галактикой может происходить что-то большее, чем было сразу очевидно… но есть несколько возможных причин, среди которых двойной квазар. Команде пришлось копнуть глубже, чтобы выяснить, что же на самом деле происходит.

«Процесс подтверждения был непростым, и нам понадобился массив телескопов, охватывающих спектр от рентгеновского до радио, чтобы окончательно подтвердить, что эта система действительно является парой квазаров, а не двумя изображениями, скажем, гравитационной линзы квазара. .» Он говорит Астроном Ю Синь из Университета Иллинойса.

и J0749+2255 Спец. Поскольку обе черные дыры являются квазарами, они достаточно светятся, чтобы их можно было различить. И они еще недостаточно близки, чтобы быть гравитационно-связанной двойной системой, что означает, что у них достаточно разделения для индивидуального решения.

Используя наблюдения всех наземных и космических телескопов, Чен и его коллеги проанализировали свет от J0749 + 2255. Они определили, что две черные дыры, вероятно, превратятся в гравитационно связанную тесную двойную систему примерно через 220 миллионов лет или около того. Распадающаяся орбита этой двойной системы в конечном итоге приведет к столкновению и слиянию с еще более массивной черной дырой.

(Возможно, сейчас они столкнулись, но это событие сейчас для нас ничего не значит, поэтому астрономы делают такие предсказания в настоящем времени.)

Исследователи также обнаружили, что две черные дыры представляют собой релятивистское пересечение, регистрируя около 1,26 миллиарда солнечных масс и 1,58 миллиарда солнечных масс соответственно. Эти открытия могут начать что-то говорить нам о частоте сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, что поможет астрономам понять эволюцию современных черных дыр, размер которых может достигать миллиардов масс Солнца.

Еще многое предстоит выяснить, но J0749+2255 представляет собой важный шаг вперед.

«Мы начинаем раскрывать эту часть айсберга для ранних двойных групп квазаров», говорит астроном Шэнь Лю из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн.

«В этом уникальность этого исследования. Оно фактически говорит нам о том, что эта группа существует, и теперь у нас есть способ идентифицировать парные квазары, которые разделены объемом меньше, чем размер одной галактики».

Исследование опубликовано в природа.