Астрономи ніколи не бачили пару надмасивних чорних дір так близько одна від одної

NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Нещодавно астрономи за допомогою кількох телескопів зафіксували дві надмасивні чорні діри, які у спіралі смерті перебувають на шляху до епічного зіткнення, що триває вже сто мільйонів років.

Ці чорні діри знаходяться поблизу центру галактики, сформованої в результаті нещодавнього злиття двох менших галактик, і їхня доля дає уявлення про те, що може статися зі Стрільцем А*, надмасивною чорною дірою в серці нашої галактики, через кілька мільйонів років, розповідають OstanniPodii.com.

Астрофізик Гарвардського університету Анна Фалькао та її колеги опублікували свою роботу в журналі The Astrophysical Journal.

Дослідники зазирнули глибоко в серце галактики на відстані 800 мільйонів світлових років за допомогою космічного телескопа "Габбл", рентгенівської обсерваторії "Чандра" і наземного радіотелескопа "Дуже великий масив Карла Янського". Вони знайшли пару об'єктів, які яскраво світяться видимим світлом і рентгенівськими променями, випромінюючи при цьому потужні радіохвилі в космос.

"Ми зібрали ці фрагменти разом і дійшли висновку, що, ймовірно, ми дивимося на дві близько розташовані надмасивні чорні діри", - сказала Фалькао.

Пара надмасивних чорних дір світиться так яскраво, тому що вони активно "харчуються" газом навколо себе. Коли газ падає все швидше й швидше до ненажерливого серця чорної діри, молекули газу зіштовхуються та вивільняють енергію: яскраве світло, рентгенівські промені та радіохвилі. Цей стрімкий вихор матерії -- це те, що телескоп "Горизонт подій" зобразив, і це те, що відкрило Фалькао та її колегам цю пару левіафанів.

У якийсь момент у минулому дві галактики зіткнулися та злилися -- така ж доля чекає на нашу галактику Чумацький Шлях і сусідню (занадто далеку для непокоєння) галактику Андромеди приблизно через 4,5 мільярди років, але не хвилюйтеся: до того часу Сонце все одно поглине нас усіх. У результаті утворилася галактика під назвою MCG-03-34-64. Коли галактики зливаються, надмасивні чорні діри в їхніх центрах зазвичай також з часом зливаються, хоча іноді одну з них виштовхує в космос, тому що ці зіткнення дуже сильні та долучають сили такого масштабу, який важко уявити людському розуму. Але на мільйони, а іноді й мільярди років вони можуть опинитися в пастці на орбіті, що повільно сповільнюється, навколо спільного центру тяжіння. Фалькао та її колеги підрахували, що ці дві чорні діри нарешті впадуть одна в одну приблизно через 100 мільйонів років, і коли це станеться, вони пошлють ударні хвилі крізь саму тканину простору-часу.

Астрофізики ще ніколи не реєстрували гравітаційні хвилі від такого гігантського зіткнення. Найбільші обсерваторії гравітаційних хвиль на Землі, такі як Лазерна інтерферометрична обсерваторія гравітаційних хвиль (LIGO), розташовані на відстані близько 4 кілометрів -- приблизно на такій відстані, щоб вловити відносно короткі пульсації від зіткнень між чорними дірами зоряної маси, або нейтронними зорями. Злиття двох об'єктів, таких як чорна діра в серці нашої галактики, маса якої в 4,3 мільйона разів перевищує масу Сонця, спричинить хвилі, занадто великі, щоб LIGO зміг їх виявити.

Щоб виявити гравітаційні хвилі такого розміру з такою довжиною хвиль, астрономи планують побудувати версію LIGO під назвою "Космічна антена лазерного інтерферометра" (LISA), яка буде розміщена в космосі та детектори якої будуть рознесені на орбіті на мільйони кілометрів один від одного. Якщо все піде за планом, LISA має бути запущена у наступному десятилітті.