Рентгеновские наблюдения подтвердили скорое слияние сверхмассивных черных дыр в далекой галактике

Галактика SDSS J1430+2303 находится на расстоянии около 1,1 миллиарда световых лет в созвездии Волопаса и набирает массу около 150 миллиардов солнц. Приходящее от нее излучение осциллирует с довольно регулярной периодичностью, причем частота этих колебаний со временем нарастает. Это позволяет предположить, что в активном центре галактики находится не одна сверхмассивная черная дыра, а сразу пара таких объектов, которые сближаются по все более коротким оборотам спирали и вот-вот сольются в грандиозной катастрофе.

По оценкам астрономов, общая масса этих черных дыр составляет около 200 миллионов масс Солнца, а слияние может произойти уже через три (земных) года. Впрочем, стопроцентной уверенности в этом пока нет. Сигнал от далекой галактики трудно уловить и еще труднее правильно интерпретировать. Мы плохо понимаем происходящее в активных центрах, и вполне может быть, что осцилляции связаны с какими-то другими процессами в этом экстремальном регионе J1430+2303.

Поэтому китайские ученые провели новый анализ излучения галактики в рентгеновском диапазоне, используя данные 200 дней наблюдений космических телескопов XMM-Newton, NuSTAR, Chandra и Swift. Эти данные подтвердили осцилляции исходящего из центра J1430+2303 рентгеновского излучения, которое меняется в несколько раз на масштабе нескольких дней. Вещество, окружающее эпицентр событий, демонстрирует быстрые изменения в скорости. Такая картина согласуется с гипотезой о будущем слиянии, хотя однозначных свидетельств ему пока и нет. Об этом Нин Цзян (Ning Jiang) и его коллеги пишут в статье, которая принята к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics и уже доступна в библиотеке препринтов arXiv.

Слияния черных дыр — один из самых мощных процессов в нашей Вселенной. Они порождают гравитационные волны, «рябь пространства-времени», которые в последние годы научились детектировать наземными инструментами, такими как обсерватории LIGO и Virgo. Начиная с 2015 года зарегистрировали несколько таких событий, однако все они произошли с дырами звездных масс. Слияния сверхмассивных черных дыр создают более длинные гравитационные волны, лежащие за пределами диапазона, доступного для существующих детекторов.

Полноценно подготовиться к будущему событию в галактике J1430+2303 и запустить новые гравитационно-волновые обсерватории за столь короткий срок никак невозможно. Если слияние все-таки произойдет, наблюдать его придется традиционными инструментами — телескопами, работающими в разных диапазонах. Тем не менее такая работа способна раскрыть массу интересных деталей о самом событии и его участницах. Считается, что именно слияния служат ключевым механизмом, позволяющим сверхмассивным дырам набирать многие миллионы и миллиарды солнечных масс.