Черная тройка сверхтяжей
Изображение: Visuals Unlimited, Inc. / Carol & Mike Werner / Getty Images / Fotobank.ru

Изображение: Visuals Unlimited, Inc. / Carol & Mike Werner / Getty Images / Fotobank.ru

Астрономы впервые нашли три сверхмассивные черные дыры, вращающиеся друг вокруг друга

Европейская сеть наземных радиотелескопов EVN помогла астрономам найти в созвездии Волопаса галактику SDSS J1502+1115, в центре которой находится не одна, а сразу три сверхмассивных черных дыры, вращающихся вокруг друг друга по тесным орбитам. Их взаимодействие порождает хорошо заметные гравитационные волны, изучение которых в будущем поможет проверить общую теорию относительности Эйнштейна, пишут авторы открытия, опубликовавшие статью в журнале Nature.

Сегодня практически все астрономы уверены в том, что в центре подавляющего большинства галактик находится как минимум одна сверхмассивная черная дыра. Эти объекты, чья масса в миллионы или даже миллиарды раз больше, чем у Солнца, играют ключевую роль в жизни «звездных мегаполисов» — они постоянно перемешивают газ внутри галактик, что способствует звездообразованию, и добывают строительные материалы для «сборки» новых светил из межгалактической среды.

Несмотря на огромные размеры и центральную роль в жизни галактик, такие черные дыры остаются невидимыми для нас в тех случаях, когда они не обладают диском аккреции, гигантским бубликом из пыли и газа, материю которого они непрерывно захватывают. Черные дыры разгоняют часть притянутой ими материи до околосветовых скоростей и выбрасывают ее в виде тонких пучков плазмы, так называемых джетов, которые выдают ученым расположение их владельца в далеких уголках космоса.

За последние два десятилетия было открыто несколько сотен подобных объектов, свойства которых активно изучаются при помощи наземных и наземно-космических телескопов, таких как российский «Радиоастрон». В последние годы астрономы сфокусировали свои усилия на поиске галактик, в центре которых находится не один, а сразу два «сверхтяжеловеса». Такие «двухъядерные» галактики интересны ученым по двум причинам — их изучение поможет узнать, как происходили слияния галактик в далеком прошлом, а наблюдение за гравитационным взаимодействием черных дыр подскажет, был ли прав Эйнштейн в общей теории относительности.

Центр галактики SDSS J1502+1115. Изображение: Roger Deane / NASA Goddard

Центр галактики SDSS J1502+1115. Изображение: Roger Deane / NASA Goddard

Роджер Дин из университета Кейптауна (ЮАР) и его коллеги перевыполнили эту задачу — они нашли галактику в созвездии Волопаса, удаленную от Земли почти на пять миллиардов световых лет, в центре которой находится сразу три сверхмассивных черных дыры. Им удалось совершить это открытие благодаря особой методике наблюдений — радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ), позволяющей объединить несколько отдельных радиотелескопов в разных уголках Земли (или космоса) в гигантскую тарелку. Благодаря ей разрешение и чувствительность такой виртуальной антенны в десятки раз превышает аналогичные параметры для самых мощных телескопов мира.

К примеру, европейская РСДБ-сеть EVN, мощностями которой пользовалась научная команда Дина, примерно в 50 раз лучше видит в радиодиапазоне, чем орбитальная обсерватория «Хаббл» в области видимого излучения. Подобная разрешающая способность открывает целый новый мир для астрофизиков и позволяет им рассматривать детали длиной в несколько тысяч световых лет внутри ядер галактик, удаленных от нас на миллиарды световых лет.

Используя EVN, Дин и его коллеги изучали внутреннюю структуру уже открытых квазаров — ядер галактик с активными черными дырами — на ночном небе северного полушария Земли. Когда они начали наблюдать за SDSS J1502+1115, астрономы заметили нечто необычное — интерферометрические данные сигнализировали о наличии не одного, а как минимум двух джетов, буквальным образом скрученных в спираль. Как объясняют астрономы, подобный сигнал не всегда говорит об открытии «двухъядерной» галактики, так как излучение джета на пути к Земле может пройти через гравитационную линзу, в результате чего мы будем видеть два, три или даже четыре отдельных источника света.

По этой причине авторы статьи очень тщательно перепроверили результаты наблюдений за радиоизлучением SDSS J1502+1115, подключив к проекту и несколько других радиотелескопов, сравнив спектры джетов и другие их физические свойства. С одной стороны, эта проверка подтвердила, что оба источника излучения не являются копиями друг друга и что они происходят от черных дыр, а с другой — ученые выяснили, что их на самом деле три, а не два.

Первые два из них исходят от двух сверхмассивных черных дыр J1502SE и J1502SW, практически «облизывающих» друг друга — расстояние между ними составляет всего 500 световых лет, что ничтожно по космическим меркам. Третий джет испускается их относительно далеким компаньоном J1502P, который расположен в 24 тысячах световых лет от пары «супертяжеловесов». Их масса, по оценкам Дина и его коллег, является достаточно средней для сверхмассивных черных дыр — жители центра SDSS J1502+1115 всего в 100 миллионов раз тяжелее Солнца.

Как отмечают ученые, гравитационное взаимодействие трех «тяжеловесов» привело к тому, что J1502SE и J1502SW разогнались до скорости в 110 километров в секунду, что в 300 раз выше скорости звука. По их мнению, столь большая масса и высокая скорость вращения должна порождать гравитационные волны, которые будут хорошо заметны для следующего поколения РСДБ-сетей и крупнейших радиотелескопов Земли.

«Это открытие не только говорит нам о том, что тесные пары черных дыр встречаются во Вселенной гораздо чаще, чем мы ожидали, но и указывает на то, что уже строящиеся радиотелескопы и интерферометры, такие как MeerKAT и африканская РСДБ-сеть AVN, будут напрямую помогать нам находить и изучать гравитационные волны. В более отдаленной перспективе радиотелескопы будущего, такие как сеть SKA, позволят нам рассмотреть мельчайшие детали таких систем и приобрести реальное понимание того, как черные дыры ваяли галактики на протяжении всей истории Вселенной», — заключает другой автор статьи Мэттью Джэрвис из Оксфордского университета, чьи слова приводит пресс-служба проекта SKA.

Как Израиль покоряет Африку Далее в рубрике Как Израиль покоряет АфрикуХристианские страны Черного континента рассматривают евреев как естественных союзников Читайте в рубрике «Наука и технологии» Казань выбрала лучшие стартапыИнвесторы на Kazan Startup Weekend в ИТ-парке начали сотрудничество с несколькими стартапами Казань выбрала лучшие стартапы

Комментарии

26 июня 2014, 14:26
Астрономы нашего века самые счастливые люди в мире. После создания Хаббла начался период высокотехнологичных телескопов,которые обладают последними техническими,инженерными и электронными разработками,позволяющими заглядывать в глубины космоса на миллионы световых лет и находить и рассматривать там космические объекты.
26 июня 2014, 16:34
Тем не менее - это всего лишь мелкие червяки, копошащиеся где-то на задворках вселенной и пытающиеся дать ответы на вопросы, ответов на которые нет в принципе.
26 июня 2014, 17:10
Благодаря другим ученым мы знаем ,что и червяки с муравьями нет так уж и примитивны как мы думали раньше,что уж говорить о нас- людях) Все дело в увеличении,телескопы и микроскопы сделали больше для прогресса чем человеческая лень.
27 июня 2014, 09:46
А вы не думали о том, что и микроскопы и телескопы показывают вам одно и то же, только с разных концов?
27 июня 2014, 11:55
Как там писал Маяковский?
Серьезно.
Занято.
Кто тучи чинит,
кто жар надбавляет солнцу в печи.
Всё в страшном порядке,
в покое,
в чине.
Никто не толкается.
Впрочем, и нечем.
26 июня 2014, 23:17
Вся жизнь нашей Голубой планеты, это бесконечный полет, в черную дыру. Пристигните ремни, и наслаждайтесь полетом, нас ждет много интересного
27 июня 2014, 11:34
Следует ли из этого, что если наш "Млечный Путь" все же рано или поздно столкнется с туманностью Андромеды, то мы получим нечто подобное, а наша новообразованная галактика сможет стать гибридной и будет иметь две "черных дыры" в своем "центре"?
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Анализ событий России и мира
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях. Только экспертный взгляд на события
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»