Проведено первое наблюдение последних стадий слияния галактик

Астрономы впервые изучили финальные стадии слияния галактик, наблюдая сквозь плотные слои газа и пыли за сближением пары сверхмассивных черных дыр и их резким ростом. Новое исследование описано в статье для журнала Nature.

Согласно моделям, слияния галактик предоставляют сверхмассивным черным дырам отличную возможность разрывать на части звезды и поглощать материю. Такие процессы производят невероятно сильное излучение, а также, вероятно, являются двигательной силой, стоящей за квазарами — одними из самых ярких объектов во Вселенной.

Однако авторы нового исследования утверждают, что раньше далеко не все поддерживали модель галактических слияний для сверхмассивных черных дыр. В то время как некоторые работы указывали на связь между квазарами и сталкивающимися галактиками, другие исследования этой связи не обнаруживали.

Сейчас ученые смогли наблюдать несколько пар галактик, находящихся на поздних стадиях слияния, в процессе сближения их центральных сверхмассивных черных дыр. Новые данные пролили свет на то, как могут появляться даже еще более массивные черные дыры.

Исследователи сначала занялись поиском скрытых черных дыр, изучив рентгеновские данные, собранные за 10 лет орбитальной обсерваторией Swift. Когда черные дыры поглощают вещество, такие «активные» черные дыры производят высокоэнергетическое рентгеновское излучение, которое видно даже сквозь плотные облака газа и пыли.

Затем ученые нашли галактики, совпадающие с этим рентгеновскими данными, изучив снимки телескопа «Хаббл» и Обсерватории Кека на Гавайях. Адаптивная оптика Обсерватории Кека помогла значительно повысить резкость изображений звезд.

Ученые проанализировали 96 галактик, наблюдаемых в Обсерватории Кека, и 385 галактик из архива «Хаббла». Все они расположены в среднем в 330 миллионах световых лет от Земли — относительно близко в космических масштабах, а многие из них похожи на Млечный Путь.

Исследователи обнаружили, что более чем в 17% галактик была пара черных дыр в их центре. Следовательно, эти галактики уже находились на последних стадиях слияния. Эти данные совпали с компьютерными симуляциями ученых, предполагавших, что высокоактивные, но скрытые черные дыры в галактиках, богатых газом и пылью, ответственны за многие слияния сверхмассивных черных дыр.