Российские учёные открыли самую тесную двойную чёрную дыру

Этот рисунок иллюстрирует прохождение малой чёрной дыры через аккреционный диск большой.

Этот рисунок иллюстрирует прохождение малой чёрной дыры через аккреционный диск большой.
Иллюстрация R. Hurt (NASA/JPL)/Abhimanyu Susobhanan (Tata Institute of Fundamental Research).

Международная группа учёных в сотрудничестве со специалистами из ряда российских университетов получила новые доказательства наличия двойной сверхмассивной чёрной дыры в галактике OJ 287.

Новые данные были получены при участии космического проекта "Радиоастрон", который возглавляет Астрокосмический центр ФИАН и осуществляется при поддержке Роскосмоса.

Галактика OJ 287 находится на расстоянии пяти миллиардов световых лет от Земли. Она обладает блазаром — активным галактическим ядром, которое выбрасывает релятивистские джеты. Это гигантские струи плазмы, вырывающиеся из центра галактики, исходящие в сторону наблюдателя с Земли.

Как и квазары, блазары связаны со сверхмассивной чёрной дырой, которая словно гигантский пылесос собирает на себя окружающее вещество, пыль и газ.

Когда вещество падает на чёрную дыру, оно нагревается из-за столкновений с уже присутствующим поблизости материалом. В результате этого процесса вокруг чёрной дыры образуется светящийся на всех длинах волн аккреционный диск.

При этом в двух противоположных направлениях из центральной области блазара вырываются струи плазмы, также известные как релятивистские джеты. Точный механизм их формирования всё ещё остаётся неясным.

Однако OJ 287 привлекает учёных не только этим. В её центре находится не одна, а целых две сверхмассивные чёрные дыры!

К тому же вторая (менее массивная) вращается вокруг первой, дважды пронзая её аккреционный диск каждые 12 лет.

Эта система является единственным на сегодняшний день известным представителем тесной двойной сверхмассивной чёрной дыры.

Открытие было сделано благодаря методу радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ). Этот принцип был предложен советскими учёными Леонидом Матвеенко, Николаем Кардашёвым и Геннадием Шоломицким в середине 1960-х годов.

Он заключается в одновременном наблюдении объекта на небе с помощью разных телескопов. Синхронизация сигнала с каждой антенны позволяет восстанавливать изображения далёких астрофизических объектов с высочайшим угловым разрешением. Такое же разрешение мог бы обеспечить лишь телескоп размером с Землю. Или даже крупнее.

Сформировать виртуальный радиотелескоп размером в 15 раз больше Земли учёным удалось при участии 10-метровой орбитальной антенны "Спектр-Р", находящейся в составе наземных сетей РСДБ проекта "Радиоастрон".

Конечные изображения получились настолько детализированными, что с таким разрешением можно было бы увидеть с Земли монету в один рубль на поверхности Луны.

Анализ полученных снимков показал, что джет блазара сильно изогнут, и это подтверждает, что исследователи наблюдают именно двойную чёрную дыру.

Лишь находящийся поблизости объект с мощной гравитацией (другая чёрная дыра) может "перетянуть на себя" гигантскую струю плазмы, вырывающуюся из центра блазара.

Наблюдения в поляризованном свете позволили определить линии магнитного поля внутренней части струи и подтвердили её тороидальную форму. Также авторы работы выяснили, что начало джета пронизано спиральным магнитным полем.

"Эти результаты помогли нам продвинуться ещё на один шаг в расширении наших знаний о морфологии релятивистских джетов вблизи центральной машины [центра блазара – прим. ред], подтвердить роль магнитных полей в запуске джетов. Мы получили новые указания на двойную систему сверхмассивных чёрных дыр в сердце OJ287", – заключает соавтор исследования профессор РАН Александр Пушкарёв из Крымской астрофизической лаборатории.

От России в исследовании принимали участие учёные из Астрокосмического центра Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Московского физико-технического института и Крымской астрофизической обсерватории.

Открытие описано в работе, опубликованной 19 января 2022 года в известном научном издании The Astrophysical Journal.

Ранее мы писали о том, что двойная чёрная дыра была обнаружена в рекордной близости от Земли, а ещё мы рассказывали об уникальной чёрной дыре в соседней галактике.

Также мы сообщали о происхождении загадочных пузырей, исходящих из центра Млечного Пути, и о первой чёрной дыре, блуждающей по Галактике.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".

Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим"Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.