Черная тройка сверхтяжей
3 мин чтения
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.

Читайте нас в мобильном приложении

Если у Вас возник вопрос по материалу, то Вы можете задать его специальной рубрике Задать вопрос Как Израиль покоряет Африку Далее в рубрике Как Израиль покоряет АфрикуХристианские страны Черного континента рассматривают евреев как естественных союзников Читайте в рубрике «В мире» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»Сооснователь IT-гиганта представил в Технопарке МФТИ настоящий гоночный болид «Формулы-1» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»
Подписывайтесь на канал rusplt.ru в Яндекс.Дзен
Подписывайтесь на канал rusplt в Дзен
Комментарии
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"?
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
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.
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, 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?
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Дискуссии без купюр.
Читайте «Русскую планету» в социальных сетях и участвуйте в обсуждениях
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!