Астрономы недавно зафиксировали удивительную находку — пару сверхмассивных черных дыр, находящихся на минимальном расстоянии друг от друга. Эти "гиганты", обнаруженные с помощью телескопов "Хаббл" и рентгеновской обсерватории "Чандра" от NASA, расположены всего в 300 световых годах друг от друга, что очень близко по космическим меркам. Они находятся внутри двух сливающихся галактик и активно "питаются" газом и пылью, ярко светясь, как активные галактические ядра (AGN).
Это одна из ближайших обнаруженных пар черных дыр в местной Вселенной, которую удалось увидеть благодаря наблюдениям в видимом и рентгеновском диапазонах. Хотя раньше астрономы находили десятки двойных черных дыр, обычно они располагались дальше друг от друга. В галактике MCG-03-34-64, богатой газом, они оказались ближе, чем когда-либо ранее. Астрономы, использовавшие радиотелескопы, уже наблюдали подобные случаи, но без подтверждения на других волнах света.
Такие двойные черные дыры были более распространены в ранней Вселенной, когда галактики чаще сталкивались и сливались. Это открытие — уникальная возможность взглянуть на подобный процесс в нашем космическом соседстве, на расстоянии около 800 миллионов световых лет от Земли.
Ученые не ожидали увидеть это. Когда Hubble зафиксировал три яркие оптические точки внутри галактики, это было неожиданно. "Мы не думали, что обнаружим нечто подобное", — говорит Анна Триндаде Фалькао из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, ведущий автор исследования, опубликованного в The Astrophysical Journal. Эти световые точки возникли из-за дифракции света, проходящего через зеркало телескопа.
Затем команда исследовала эту галактику с помощью рентгеновских лучей, используя обсерваторию "Чандра". Два мощных источника высокоэнергетического излучения совпали с яркими точками света, что подтвердило наличие двух сверхмассивных черных дыр. Также они проверили архивные данные радионаблюдений из Очень Большого Массива Карла Янского, которые также подтвердили излучение радиоволн. Все эти данные позволили прийти к выводу, что перед нами редкая пара сверхмассивных черных дыр.
Один из трёх обнаруженных источников света пока остаётся загадкой, возможно, это газ, сдвинутый мощной струей плазмы из одной из черных дыр.
Когда-то эти черные дыры находились в центрах своих галактик, но в результате их слияния оказались рядом. Со временем они продолжат сближение и, вероятно, сольются через 100 миллионов лет, создавая гравитационные волны, которые искривляют само пространство и время.
Гравитационные волны от подобных слияний уже фиксировались обсерваторией LIGO, однако она способна регистрировать только более короткие волны, возникающие при слиянии черных дыр звездной массы. Будущая миссия LISA, которую возглавляет Европейское космическое агентство в сотрудничестве с NASA, будет заниматься поиском длинных волн от слияний сверхмассивных черных дыр. Запуск миссии планируется на середину 2030-х годов.