С тех пор как подтвердилось существование сверхмассивных или, по крайней мере, весьма массивных черных дыр в центрах галактик, возник вопрос о том, как выглядят ядра галактик после их столкновений и слияний. Поэтому астрономам крайне интересны двойные сверхмассивные черные дыры. Недавно удалось обнаружить особенно редкий случай — пару таких объектов, которые по массе разительно отличаются друг от друга.
Двойная черная дыра в представлении художника / © Mark Myers, ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)
Огромная эллиптическая галактика М87 прославилась в 2019 году, когда удалось получить изображение сверхмассивной черной дыры в ее центре, вернее, окружающего ее яркого диска притянутого вещества. Задолго до этого события астрономы наблюдали и по сей день наблюдают эффектный поток плазмы, которым эта черная дыра «бьет» примерно в нашу сторону, как лазерным лучом. Точно такой же исходит с обратной стороны. Эти потоки называют релятивистскими струями. Они возникают, когда черная дыра слишком интенсивно поглощает вещество: не успевает справиться с падающим на нее количеством плазмы, ее магнитные поля разгоняют и уносят прочь излишки.
Такие примеры называют галактиками с активным ядром. Подозревают, что М87 — результат слияния нескольких меньших галактик — и что ее центральная черная дыра тоже могла стать последствием объединения. Но если это так, объединение уже свершилось, а астрономам хотелось бы видеть более явные примеры подобных слияний — галактики с двойными активными ядрами, то есть с парами еще не слившихся друг с другом сверхмассивных черных дыр. Их действительно находят: по яркому излучению окружающего их газа распознают, что это вещество вбирает в себя не один центральный объект, а два, расположенные на некотором расстоянии друг от друга.
Пока что в таких двойных центрах галактик чаще всего обнаруживают черные дыры с похожими массами, а значит, они «родом» из двух крупных галактик. Астрономы предполагают, что это на самом деле не самый распространенный вариант.
Поскольку большие галактики почти всегда окружены многочисленными карликовыми галактиками-спутниками, логично ожидать, что время от времени эти спутники поглощаются хозяевами. Такие слияния должны происходить намного чаще, чем между большими галактиками. Если такая галактика-спутник достаточно велика, то в ее центре тоже должна быть сверхмассивная черная дыра, которая, соответственно, входит в состав крупной галактики и может в ней прослеживаться.
Недавно такой интересный случай удалось понаблюдать астрономам из Китая и России. В статье для The Astrophysical Journal Letters они рассказали, что речь идет о галактике SDSS J144515.46+492605.4, расположенной примерно в 400 миллионах световых лет от нас. Она просматривается «с ребра», то есть мы видим ее не как диск, а «сбоку». По словам ученых, эта галактика давно интригует «поведением» газа в окрестностях своего центра.
Исследователи установили, что возле ее центра расположена черная дыра массой более девяти миллионов Солнц. Для сравнения, черная дыра в центре нашей Галактики содержит в себе массу четырех миллионов Солнц. Но на расстоянии примерно трех с небольшим тысяч световых лет от центра SDSS J144515.46+492605.4 наблюдают еще один поглотитель вещества. Ученые пришли к выводу, что это черная дыра «весом» примерно в миллион Солнц.
Если точнее, эти две черные дыры имеют массы 9,4 и 1,3 миллиона Солнц, то есть одна в семь раз «тяжелее» другой. Астрономы подчеркнули, что такое неравенство пока встречают крайне редко. Когда-нибудь меньшая черная дыра «провалится» в большую, так что это шанс понаблюдать за еще не полностью завершенным объединением галактик.
