Астрономы обнаружили тройную систему черных дыр

Ученые нашли три сверхмассивные черные дыры, объединившиеся в одну систему. Необычные объекты удалось наблюдать с помощью космической рентгеновской обсерватории Chandra и других телескопов NASA.

Результаты наблюдений приняты к публикации в The Astrophysical Journal, с препринтом статьи можно ознакомиться на arXiv.org Чтобы обнаружить эту редкую систему из трех черных дыр, исследователям необходимо было объединить данные телескопов как на Земле, так и в космосе. Во-первых, астрономы использовали телескоп Sloan Digital Sky Survey (SDSS), который сканирует большие полосы неба в оптическом диапазоне. Обнаруженный им объект получил название SDSS J0849+1114. С помощью астрономов-любителей, участвующих в проекте под названием Galaxy Zoo, он был помечен как система сталкивающихся галактик.

Затем данные инфракрасного телескопа NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) показали, что система интенсивно светилась в инфракрасном свете во время фазы слияния галактик. Во время этого процесса ученые ожидали увидеть, как одна из черных дыр начнет быстро поглощать вещество и интенсивно светиться. Чтобы проследить за этим, астрономы использовали обсерваторию Chandra и Большой бинокулярный телескоп (LBT) в Аризоне.

Полученные данные помогли выявить источники рентгеновского излучения — признак того, что черные дыры поглощают вещество — в центре каждой галактики — именно там, где, по мнению ученых, должны находиться сверхмассивные черные дыры. Chandra и рентгеновский телескоп NASA NuSTAR также обнаружили свидетельства наличия большого количества газа и пыли вокруг одной из черных дыр системы.

«Оптические спектры содержат огромное количество информации о галактике, — отметила соавтор статьи Кристина Манзано-Кинг из Калифорнийского университета в Риверсайде. — Они обычно используются для идентификации активно эволюционирующих сверхмассивных черных дыр и могут показать воздействие, которое они оказывают на свои галактики».

Одна из причин, по которой трудно найти тройную систему сверхмассивных черных дыр, заключается в том, что они, вероятно, будут окружены газом и пылью, блокируя большую часть света, который производят. Инфракрасные изображения от WISE, спектры от LBT и рентгеновские изображения Chandra позволяют обходят эту проблему, потому что инфракрасный и рентгеновский свет пронзают облака газа гораздо легче, чем излучение видимого диапазона.

Три сливающиеся сверхмассивные черные дыры ведут себя иначе, чем обычная двойная система. Когда взаимодействуют три таких объекта, пара должна сливаться в большую черную дыру гораздо быстрее, чем если бы они были одни. Это может быть решением теоретической головоломки, называемой «окончательной проблемой парсека», в которой две сверхмассивные черные дыры могут приблизиться друг к другу на расстояние в несколько световых лет, но потребуется некоторое дополнительное притяжение внутрь, чтобы слиться из-за избыточной энергии, которую они несут в своих орбитах. Влияние третьей черной дыры, как в SDSS J0849+1114, могло бы, наконец, свести их вместе.