В далёкой галактике обнаружены три сверхмассивные чёрные дыры на грани столкновения

Астрономы обнаружили три сверхмассивные чёрные дыры в одной галактике, которые находятся на грани столкновения. Это первое свидетельство существования трёх активных чёрных дыр в одной галактике в ранней Вселенной. Открытие сделано с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба.

Галактика, получившая обозначение J0148-4214, находится так далеко, что её свет шёл до Земли 12,5 миллиардов лет. Это означает, что мы видим её такой, какой она была менее чем через 1,3 миллиарда лет после Большого взрыва. Учёные не могли увидеть чёрные дыры напрямую. Вместо этого спектрограф телескопа измерил движение водородного газа, вращающегося с огромной скоростью в аккреционных дисках вокруг каждой чёрной дыры.

Две чёрные дыры находятся в центре галактики, разделённые расстоянием в 620 световых лет. Одна из них обладает массой в 80 миллионов масс Солнца. Её спутник значительно меньше — всего 600 тысяч солнечных масс. Несмотря на скромные размеры, меньшая чёрная дыра растёт с колоссальной скоростью, поглощая газ быстрее теоретического предела Эддингтона. Это означает, что её рост будет продолжаться лишь недолго, прежде чем обратная связь остановит процесс.

Третья чёрная дыра находится в 5,5 тысячи световых лет от центра галактики и имеет массу в два миллиона солнечных масс — примерно половину массы чёрной дыры в центре Млечного Пути. Предполагается, что эта чёрная дыра, как и, возможно, вторая, попала в галактику в результате слияния галактик.

Три чёрные дыры в одной галактике — редчайшее явление. Однако их судьба не определена. Существует вероятность, что все три сольются в одну, образовав гигантский объект. Но есть и другой сценарий: третья чёрная дыра может быть выброшена из галактики. Это классическая проблема трёх тел — когда три объекта гравитационно взаимодействуют, один из них может получить достаточно энергии, чтобы покинуть систему. Подобный эффект наблюдается и в нашей галактике, где сверхскоростные звёзды выбрасываются из Млечного Пути после взаимодействия с чёрной дырой в центре.

Пока астрономы не могут измерить направление движения третьей чёрной дыры и определить, сольётся ли она с двумя другими или будет выброшена в межгалактическое пространство. Если выброс произошёл, эта чёрная дыра может до сих пор блуждать в одиночестве в тёмной пустоте между галактиками.

Это открытие, опубликованное в журнале Astronomy & Astrophysics, даёт ключ к пониманию того, как сверхмассивные чёрные дыры становились такими огромными в ранней Вселенной. Слияния — один из самых быстрых путей их роста. И, возможно, именно такие столкновения, происходившие миллиарды лет назад, сформировали те чёрные дыры, которые мы видим сегодня в центрах галактик.