Астрономи откриха рядка тройка от близки една до друга свръхмасивни черни дупки

Учени са открили изключително рядък космически обект – тройка близки свръхмасивни черни дупки. Експертите наричат сегашното наблюдение най-убедителното свидетелство, че подобни обекти въобще съществуват. Именно те трябва да станат причина за грандиозни катаклизми, пораждащи гравитационни вълни от сблъскването на свръхмасивните черни дупки. Това откритие е подробно описано в статия, която е приета за публикация в Astrophisical Journal, като засега може да се запознаете с нейния предпринт в ArXiv.

„Ние търсихме двойка черни дупки, но така или иначе благодарение на нашата техника за разпознаване, ние се натъкнахме на тази удивителна система – разказва водещият автор на изследването Райън Пфайфъл от Университета Джордж Майсън във Феърфакс, САЩ – Това е най-убедителното от досегашните свидетелства за съществуване на тройна система активно „хранещи се” ( поглъщащи обкръжаващия ги газ и прах) свръхмасивни черни дупки.”

Черните дупки са разположени в центъра на сблъскващи се галактики. Тази тройка е известна под общото обозначение SDSS J084905.51+111447.2 (съкратено SDSS J0849+1114) и са разположени на приблизително милиард светлинни години от Земята. В същото време самите „хищнички” се намират една от друга на разстояние по-малко от 30 хиляди светлинни години. За сравнение диаметърът на Млечния път е приблизително 100 хиляди светлинни години.

История на откриването на SDSS J0849+1114 напомня на научен детектив. Първото изображение е получено с помощта на наземния оптичен телескоп SDSS. След това доброволци, сортиращи изображенията на галактики в рамките на проекта Galaxy Zoo (към който може да се присъедини всеки желаещ) разпознали сблъскващи се галактики.

Щафетата била поета от космическия инфрачервен телескоп WISE. Той фиксирал, че системата интензивно изпуска инфрачервено излъчване. Това подсказало, че в нея присъства минимум една свръхмасивна черна дупка, активно поглъщаща околното вещество.

За да уловят „лакомника” с неопровержими доказателства, астрономите се обърнали към данните от орбиталните рентгеновски инструменти Chandra и NuSTAR. Изяснило се, че в центъра на всяка от трите звездни системи сияе ярък рентгенов източник. По всички признаци това били три масивни черни дупки, „седнали на трапезата”.

Изследователите задействали също така наземния телескоп LBT, работещ в оптичен и близък инфрачервен диапазон. Спектралните линии , получени с негова помощ и с помощта на SDSS, потвърдили , че в черните дупки, разположени в центъра на всяка от трите галактики, попадат огромни маси вещество.

Двойните, а още повече тройните свръхмасивни черни дупки, за изключително рядко явление. Първо, те явно рядко се образуват. Второ, трудно е да бъдат наблюдавани, тъй като по принцип те са скрити от земните наблюдатели и тяхната техника зад плътни облаци от гъст космически прах.

Инфрачервените изображения, получени с WISE и рентгеновите, създадени от Chandra (може да се запознаете с галерията изображения, създаени от Chandra тук), а също така инфрачервените спектри от LBT позволили да се преодолее този проблем. Инфрачервеното, а още повече рентгеновото излъчване, много по-добре преминава през завесата от прах и газ, отколкото видимата светлина.

„Благодарение на използването на всички тези обсерватории, ние намерихме начин да разкрием тройката свръхмасивни черни дупки. Всеки телескоп дава своите собствени „съвети” за това какво става в тези системи – казва Пфайфъл . – Сега ние се надяваме да продължим работата си за да открием повече тройки от черни дупки, използвайки същата техника”.

Тройните системи от такива монстри силно интересуват астрономите, тъй като присъствието на трета черна дупка може да накара другите две да се сблъскат.

Това е така наречения проблем на последния парсек. Две свръхмасивни „хищнички”, движейки се около общия си център на масата, могат постепенно да се приближават една към друга. Но последните няколко светлинни години те ще ги преодоляват много бавно, даже по астрономични мерки. Нужен е допълнителен тласък за да се сблъскат и слеят, пораждайки гравитационни вълни.

Тези вълни имат твърде ниска честота за действащите в момента детектори LIGO и VIRGO. Те могат да фиксират сблъскване на черни дупки, имащи маса от няколко слънчеви маси, но не и при сблъсъка на такива свръхмасивни черни дупки. Но ехото на космическите катаклизми ще може да бъде улавяно с космическия инструмент LISA, чието въвеждане в експлоатация се планира за 2034 година.

Освен това, астрономите се надяват да открият такива гравитационни вълни по въздействието, което те трябва да оказват на сигналите на радиопулсарите.

Източник