Изучая ближайшую к Земле галактику, Маркарян 231 (Mrk 231), астрономы обнаружили необычное явление – квазар, являющийся активным ядром галактики, одновременно питается от двух центральных черных дыр. Расстояние между Млечным Путем и исследуемой галактикой составляет 600 миллионов километров, а в ее изучении используются данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл».
Уникальность этого открытия состоит в том, что оно позволяет предположить, что квазары обладают способностью одновременно подпитываться от двух центральных сверхмассивных черных дыр, особенность которых состоит в том, что, вследствие слияния двух галактик, эти черные дыры попадают в орбиту друг друга.
По словам астрофизиков, подобный дуэт можно сравнит с парой кружащихся вокруг единого центра тяжести фигуристов: двумя черными дырами генерируется колоссальное количество энергии, как результат этого, ядро галактики обладает настолько мощным сиянием, что оно способно «затмить» все остальное полчище звезд галактики, которые исчисляются миллиардами.
Во время анализа архивов данных телескопа «Хаббл», специалисты особое внимание уделили исследованию ультрафиолетового излучения, которое исходит от центра Mrk 231. Когда ученые сравнили интенсивность регистрируемого УФ-света, который исходит от центра галактики, оказалось, что она неравномерна. Черная же дыра характерна тем, что УФ-свет, исходящий от нее, равномерен. Неравномерность фиксируемого излучения свидетельствует о наличии двух черных дыр.
Чтобы лучше разобраться в этом вопросе, астрофизики строили различные динамические модели. Такой подход позволил максимально объективно оценить ситуацию, в результате чего был сделан следующий вывод: в центре квазара черные дыры вращаются по орбитам друг относительно друга, «вырезая», таким образом, внутреннее пространство.
Масса этих черных дыр существенно отличается, по оценкам: масса центральной черной дыры сопоставляется со 150 миллионами масс нашего Солнца, а вот вторая меньшая черная дыра приравнивается всего к 4 миллионам солнечных масс. Этот необычный дуэт совершает оборот друг вокруг друга с периодичностью в 1,2 года. С течением времени энергия черных дыр угасает, что «притягивает» их друг к другу, такой процесс приведет к тому, что спустя несколько сотен тысяч лет, с большой долей вероятности, они сольются в одну черную дыру.
Согласно предположениям ученых, меньшая черная дыра образовалась в результате того, что некогда произошло столкновение между Mrk 231 и некой маленькой галактикой, черная дыра представляет собой ее остаток. В подтверждение этой теории, ученые аргументируют данными по асимметрии галактики и длинным приливным хвостам. Еще одним из последствий этого процесса стало то, что скорость звездообразования в галактике Mrk 231 в 100 раз большей, чем у Млечного Пути.
Юцзюнь Лу, принимавший участие в исследовании, рассказал: «Наше открытие не только показывает существование плотной бинарной чёрной дыры в галактике Маркарян 231, но и открывает новые возможности для систематического поиска подобных двойных чёрных дыр, ведь теперь мы знаем природу их ультрафиолетового излучения».
Синьюй Дай, из Оклахомского университета, добавляет: «Структура нашей Вселенной подразумевает существование гигантских галактик и галактических скоплений, расширяющихся путем слияния мелких систем в более крупные, а бинарные черные дыры ― естественные последствия таких слияний».
