Студент помог обнаружить новую пару сверхмассивных черных дыр в центре далекой галактики-блазара
В миллиардах световых лет от нас астрономы обнаружили галактику, в центре которой две сверхмассивные черные дыры массой в сотни миллионов масс Солнца кружатся друг вокруг друга на расстоянии, всего в 50 раз превышающем расстояние между Солнцем и Плутоном. В истории астрономии это лишь вторая подобная находка. Слияние пары черных дыр колоссальных масштабов ожидается всего через 10 тысяч лет.
Группа астрономов во главе с сотрудниками Калифорнийского технологического института обнаружила доказательства того, что в центре далекой галактики PKS 2131-021 друг вокруг друга вращаются две сверхмассивные черные дыры. О своем открытии ученые сообщают в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Галактика PKS 2131-021, находящаяся в девяти миллиардах световых лет от нас, классифицируется как блазар — галактика с активным ядром. Значит, одна из черных дыр в ее центре поглощает пыль и газ из аккреционного диска, создавая струю высокоэнергетических частиц (джет), летящих в сторону Земли со скоростью, близкой к световой.
Обнаруженная система двух сверхмассивных черных дыр в активном центре галактики всего вторая в своем роде. Предыдущего кандидата — в центре галактики OJ 287 нашли совсем недавно: статья с результатами исследования вышла в начале этого года. Причем в первой паре черные дыры находятся дальше друг от друга, совершая оборот вокруг общего центра масс каждые девять лет, в сравнении с двумя годами для нового кандидата в парную систему.
Интересно, что финальные доказательства наличия в галактике PKS 2131-021 сразу двух сверхмассивных черных дыр были получены из архивных данных за 45 лет наблюдений. Согласно исследованию, мощный джет, исходящий от одной из двух черных дыр, постоянно смещается из-за орбитального движения пары. Это вызывает периодические изменения яркости блазара в радиодиапазоне, наблюдаемые с 1975 года.
Комбинация данных наблюдения за PKS 2131-021 с пяти обсерваторий дает почти идеальную синусоидальную кривую блеска (сигнала), в отличие от всех наблюдений активных ядер галактик, проведенных ранее. Согласно этим данным, слияние черных дыр произойдет примерно через 10 тысяч лет.
«Когда мы поняли, что пики и впадины кривой блеска, обнаруженные в последнее время, совпадают с пиками и впадинами, наблюдаемыми между 1975 и 1983 годами, мы поняли, что происходит нечто особенное», — комментирует работу Сандра О’Нилл (Sandra O’Neill), ведущий автор нового исследования и студент бакалавриата Калифорнийского технологического института. Ее научный руководитель — Тони Ридхед (Tony Readhead), почетный профессор астрономии того же института.
По словам профессора Ридхеда, события, сопровождающие открытие, разворачивались как «хороший детективный роман», начиная с 2008 года. Тогда он и его коллеги начали использовать 40-метровый телескоп радиообсерватории Owens Valley (OVRO) для изучения того, как черные дыры преобразуют материал, которым они «питаются», в релятивистские джеты, разгоняющие материю вплоть до скоростей в 99,98% от скорости света. С этой целью они отслеживали яркость более 1000 блазаров, пока в 2020 году не заметили уникальный случай.
«Сигнал от PKS 2131 менялся не просто периодически, но синусоидально, — поясняет Ридхед. — Это означает, что существует закономерность, которую мы можем непрерывно отслеживать с течением времени. Вопрос заключается в том, как долго продолжается этот синусоидальный сигнал?»
Затем исследовательская группа просмотрела архивные радиоданные, чтобы найти прошлые пики на кривых блеска, которые соответствовали бы прогнозам, основанным на более поздних наблюдениях OVRO. Во-первых, данные Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) и Радиоастрономической обсерватории Мичиганского университета (UMRAO) выявили пик 2005 года, который соответствовал прогнозам. Данные UMRAO также показали, что синусоидальный сигнал вообще отсутствовал в течение предыдущих 24 лет — вплоть до 1981 года, когда наблюдался другой предсказанный пик.
«На этом история бы закончилась, поскольку мы не знали, что данные об этом объекте существовали до 1980 года, — добавляет Ридхед. — Но затем Сандра взялась за этот проект в июне 2021 года. Если бы не она, эта прекрасная находка осталась бы лежать на полке».
Когда проект вернулся к рассмотрению, Ридхед вместе со студенткой О’Нилл просмотрели литературу и обнаружили, что обсерватория Haystack Массачусетского технологического института вела радионаблюдения за PKS 2131-021 с 1975 по 1983 год. Эти данные выявили еще один пик, соответствующий их предсказаниям, на этот раз в 1976 году.
Ридхед сравнивает наблюдаемые колебания радиосигнала джета с тикающими часами, когда каждый цикл или период синусоидальной волны соответствует двухлетней орбите черных дыр (хотя за счет расширения Вселенной наблюдаемый цикл на самом деле составляет пять лет). Это тиканье было впервые замечено в 1976 году и продолжалось в течение восьми лет, прежде чем пропасть более чем на 20 лет, вероятно, из-за изменений в аккреционном диске вокруг черных дыр.
«Но часы продолжили тикать, — говорит Ридхард. — Стабильность периода сигнала в течение последних 17 лет убедительно свидетельствует о том, что этот блазар содержит не одну сверхмассивную черную дыру, а пару, вращающуюся друг вокруг друга».
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии