Пара сверхмассивных черных дыр может быть обречена на столкновение в течение следующих 3 лет

Странное поведение галактики, расположенной на расстоянии около миллиарда световых лет от нас, указывает на то, что в ней может произойти одно из самых ожидаемых событий в современной астрономии. Об этом рассказывает ScienceAlert. Колебания света из центра галактики SDSS J1430+2303 подозрительно похожи на пару сверхмассивных черных дыр с суммарной массой около 200 миллионов солнц, которым суждено неизбежно столкнуться друг с другом. Понятие "неизбежно" в космическом понимании часто может растягиваться на целые жизни. К счастью, в данном случае астрономы предполагают, что если сигнал действительно является результатом столкновения колоссальных черных дыр, то они сольются в течение следующих трех лет. Возможно, это наш лучший шанс увидеть столкновение двух сверхмассивных черных дыр... но мы все еще не знаем, происходит ли именно это событие в сердце J1429+2303. Ученые советуют наблюдать за этой странной галактикой, чтобы узнать, можно ли ее окончательно определить. Первое обнаружение сталкивающихся черных дыр в 2015 году открыло новую эру в астрономии. С тех пор было обнаружено еще много новых объектов благодаря гравитационным волнам, которые эти массивные события посылают рябью сквозь пространство-время. На сегодняшний день почти все эти слияния были парами черных дыр с массами, сравнимыми с массами отдельных звезд. Для этого есть очень веская причина. LIGO и Virgo, гравитационно-волновые приборы, ответственные за обнаружение, рассчитаны как раз на этот диапазон масс.

Более мощные ряби, генерируемые при движении по спирали и столкновении сверхмассивных черных дыр, масса которых в миллионы и миллиарды раз превышает массу Солнца, находятся в диапазоне частот, слишком низком для наших современных обсерваторий.

Однако слияние пары сверхмассивных черных дыр было бы чрезвычайно приятным явлением для наблюдения. Даже без детектора, способного улавливать низкочастотные гравитационные волны, ученые ожидают увидеть огромную вспышку света по всему спектру.

Данные, упакованные в этой вспышке, могут многое рассказать нам о том, как происходят эти события. Мы не совсем понимаем, как сверхмассивные черные дыры становятся столь большими, но есть несколько подсказок, позволяющих предположить, что одним из механизмов является слияние бинаров.

Мы знаем, что галактики имеют сверхмассивные чёрные дыры в своих центрах, и мы наблюдали не просто столкновение пар и групп галактик, а также сверхмассивные чёрные дыры, вращающиеся друг вокруг друга по обоюдным сокращающимся орбитам в центрах этих галактик после слияния. Об этом можно судить по колебаниям света, излучаемого галактическим центром этих галактик, с регулярными временными интервалами, что позволяет предположить наличие орбиты.

Это возвращает нас к J1430+2303. Ранее в этом году группа астрономов под руководством Нин Цзяна из Университета наук и технологий Китая разместила на сервере препринтов arXiv статью с описанием действительно удивительного поведения. В течение трех лет колебания в галактическом ядре становились все короче и короче, начиная с периода около года и заканчивая лишь одним месяцем.

Однако не совсем понятно, является ли происходящее в сердце J1430+2303 результатом от бинарной черной дыры вообще, не говоря уже об одной, которая вот-вот бабахнет. Галактические ядра -- странные места, выбрасывающие трудно интерпретируемые сигналы, а это значит, что возможно что-то другое может быть причиной изменчивости в сердце J1430+2303.

Чтобы попытаться разобраться в этом вопросе, астрономы обратились к рентгеновским лучам. Используя данные ряда рентгеновских обсерваторий за период в 200 дней, группа под руководством Лиминга Доу из Университета Гуанчжоу в Китае попыталась определить высокоэнергетические сигнатуры, которые мы ожидали увидеть в тесном бинаре сверхмассивных черных дыр на сокращающейся орбите.

Они действительно увидели изменения в выпускаемом галактикой рентгеновском излучении, а также, что тип излучения связан с падением железа на черную дыру. Это команда обнаружила с 99,96-процентным уровнем достоверности с помощью двух разных приборов. Излучение может быть связано с бинарными сверхмассивными черными дырами; однако команда не смогла измерить "безоговорочные" характеристики, которые подтвердили бы бинар из черных дыр.

Анализ радионаблюдений, опубликованный в июле, также не принес результатов. Итак, похоже, мы до сих пор не уверены на 100 процентов в том, что происходит с J1430+2303.

Что мы можем утверждать с уверенностью, это то, что в центре галактики, похоже, происходит что-то очень странное. В первую очередь это загадка, причем очень сочная; будь то сверхмассивная двойная черная дыра на грани столкновения, или нет. J1430+2303, похоже, заслуживает более пристального и детального внимания.

Статья была принята для публикации в журнале Astronomy & Astrophysics и доступна на arXiv.