В центре почти каждой крупной галактики находится сверхмассивная черная дыра (СМЧД) с массой от миллионов до миллиардов масс Солнца. Как они достигают таких размеров — загадка, поскольку простого поглощения газа для этого недостаточно. Астрономы подозревали, что СМЧД растут в результате слияний, но прямых доказательств не было.
Команда из Института радиоастрономии Макса Планка (Германия) изучила галактику Markarian 501 в созвездии Геркулеса. Из ее центра вырывается мощный джет — поток частиц, движущихся почти со скоростью света. Анализ наблюдений за 23 года показал неожиданное: джетов два. Это стало первым прямым изображением системы из двух черных дыр в центре галактики.
Первый джет направлен к Земле и был известен давно. Второй ориентирован иначе и долго ускользал от детекции. Астрономы зафиксировали, как второй джет возникает позади большей черной дыры и движется вокруг нее против часовой стрелки.
В ходе одного из наблюдений система выстроилась так, что свет от второго джета исказился гравитацией передней черной дыры, и на снимках проявилось кольцо Эйнштейна (свет от далекого источника, искаженный гравитацией переднего объекта). Анализ изменений яркости джетов позволил вычислить параметры системы. Черные дыры вращаются друг вокруг друга с периодом около 121 дня. Расстояние между ними — от 250 до 540 астрономических единиц (а.е.), что в 5–10 раз дальше, чем от Солнца до Плутона. Для объектов с массами от 100 млн до 1 млрд масс Солнца это невероятно тесно. Слияние может произойти уже через 100 лет.
Из-за огромного расстояния даже телескоп Event Horizon не может различить две дыры по отдельности. Однако система должна испускать гравитационные волны низкой частоты, которые можно зарегистрировать с помощью массивов пульсарного времени (PTA). Именно такие двойные СМЧД считаются источником гравитационно-волнового фона, обнаруженного в 2023 году. Mrk 501 — главный кандидат на роль конкретного источника этого излучения. Открытие опубликовано в научном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Ранее Наука Mail рассказывала об открытии аномальных черных дыр.
