Обнаружены две сверхмассивные черные дыры, находящиеся на грани гигантского столкновения

В ранней Вселенной ученые обнаружили две сверхмассивные черные дыры. Они находятся очень близко друг к другу и, как предполагают исследователи, вскоре столкнутся друг с другом. Открытие может помочь понять, как формируются самые большие черные дыры во Вселенной.

Десять миллиардов лет назад две галактики начали сливаться в молодой Вселенной . Одна из них, более крупная, унаследовала сверхмассивные черные дыры от составляющих ее галактик . Ученые подозревали именно этих двух гигантов. Они оказались квазарами , т. е. черными дырами, в которые падает ярко светящееся вещество .

Поскольку нагретый материал вокруг этих черных дыр излучает свет, ученые смогли их обнаружить. Таким образом они определили, что между двумя сверхмассивными черными дырами всего 10 000 лет. световых лет. В космических масштабах это очень мало. По словам ученых, оба эти объекта близки к столкновению .

Обнаружение близко расположенных черных дыр уже происходило много раз. Однако описанный выше случай уникален. Во-первых, астрономы имеют дело с активными квазарами. Во-вторых, их изображение — и изображение галактики J0749+2255, в которой они находятся, — исходит от молодой Вселенной.

Время от времени в космосе

Сразу следует отметить, что утверждение «сверхмассивные черные дыры находятся на грани столкновения» является некоторым упрощением. На самом деле они находились на этой стадии через 3 миллиарда лет после Большого взрыва . То есть, когда свет, излучаемый квазарами, начал двигаться к нам.

Прошло целых 10 миллиардов лет, прежде чем его зафиксировали наземные телескопы. То, что мы увидели благодаря им, действительно осталось в прошлом. Если бы мы смогли перепрыгнуть расстояние, отделяющее нас от галактики J0749+2255, мы бы, скорее всего, увидели, что теперь это гигантская галактика с одной гигантской сверхмассивной черной дырой в центре.

Однако астрономы используют настоящее время при изучении событий в ранней Вселенной. Они делают это потому, что для нас важнее всего то, что мы можем записать здесь и сейчас с помощью наших исследовательских приборов. Таким образом, ученые о космических событиях де-факто из прошлого говорят так, как будто они происходят в настоящее время.

Сверхмассивные черные дыры

Сверхмассивные черные дыры — самые массивные объекты в космосе . Их масса в миллиард раз превышает массу Солнца. Очень часто их находят в ядрах галактик. Самая большая из известных сверхмассивных черных дыр J0313-1806 имеет массу, эквивалентную 1,6 миллиарда солнечных масс . Стрелец А* — сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути — «всего» более чем в 4 миллиона раз тяжелее Солнца.

Две сверхмассивные черные дыры в галактике J0749+2255 ближе к рекордсмену. Они в 1,26 миллиарда и 1,58 миллиарда раз тяжелее Солнца соответственно. Благодаря наблюдениям с помощью космического корабля Gaia ученые определили, что, хотя эти квазары уже находятся близко друг к другу, они еще не являются гравитационно связанными двойными системами .

Для этого требуется около 220 миллионов лет. По истечении этого периода сверхмассивные черные дыры настолько сблизятся друг с другом, что превратятся в двойную систему . Они начнут вращаться вокруг друг друга по все более тесной орбите. Пока у них наконец не произойдет гигантское столкновение , в результате которого они сольются друг с другом.

Откуда взялись сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной?

Ученые очень заинтересованы в наблюдениях, подобных приведенным выше. Они позволяют нам изучать сверхмассивные черные дыры и квазары в ранней Вселенной. Существование таких гигантов в молодом космосе до сих пор остается загадкой.

Ученые задаются вопросом, что заставило сверхмассивные черные дыры, в миллионы раз тяжелее Солнца, существовать через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. На данный момент предлагаются различные процессы, объясняющие их образование. Однако для их детальной проработки требуется как можно больше наблюдательных данных.

«Мы только начинаем изучать верхушку айсберга — популяцию молодых двойных квазаров », — говорит Синь Лю из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. – В этом уникальность данного исследования. Они показывают, что такое население существовало. Более того, мы уже знаем, как обнаруживать квазары, расстояние между которыми меньше размера галактики, — добавляет исследователь.

Статья о почти столкновении сверхмассивных черных дыр была опубликована в научном журнале Nature.