За допомогою Дуже великого телескопа (Very Large Telescope, VLT) Європейської південної обсерваторії (European Southern Observatory, ESO) виявлено найближчу до Землі пару надмасивних чорних дір, які коли-небудь спостерігали астрономи. Відстань між цими об’єктами також набагато менша, ніж в будь-якої іншої, відомої нині, паринадмасивних чорних дір. Зрештою вони зіллються в одну гігантську чорну діру.
Пара надмасивних чорних дір, яка міститься в галактиці NGC 7727 в напрямку сузір’я Водолія, лежить на відстані приблизно 89 мільйонів світлових років від Землі. Хоча ця відстань здається дуже великою, вона суттєво менша, ніж у попереднього «рекордсмена», що лежить на відстані 470 мільйонів світлових років. Цей факт робить знайдену пару надмасивних чорних дір найближчою до нас.
Надмасивні чорні діри містяться в центрі масивних галактик, і коли дві такі галактики зливаються, чорні діри також можуть зіткнутися. Пара чорних дір в NGC 7727 побила рекорд найменшої відстань між двома такими об’єктами, бо їх розділяють лише 1600 світлових років. «Ми уперше виявили дві надмасивні чорні діри, які розташовані так близько одна від одної, — менше, ніж удвічі, від попереднього рекордсмена», — сказала Каріна Фоггель (Karina Voggel), астроном із Страсбурзької обсерваторії у Франції та головний автор дослідження. Його результати на своєму сайті оприлюднив журнал Astronomy & Astrophysics.
На цій світлині показані у великому (ліворуч) і широкутному (праворуч) масштабі зображення двох яскравих ядер галактики NGC 7727, що лежить на відстані 89 мільйонів світлових років від Землі в напрямку сузір’я Водолія. В кожному з цих ядер є надмасивна чорна діра, яку оточує щільна група зір. Чорні діри наближаються одна до одної й утворюють найближчу до нас пару надмасивних чорних дір, виявлених дотепер. Це також пара з найменшою, з відомих нині, відстанню між двома надмасивними чорними дірами — вона становить лише 1600 світлових років. Зображення, показане ліворуч, отримано за допомогою приймача MUSE, встановленого на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії, а зображення праворуч отримали за допомогою Оглядового телескопа (VLTSurvey Telescope) цієї ж обсерваторії. Фото з сайту www.eso.org.
«Невелика відстань і швидкість двох чорних дір вказують на те, що вони зіллються в одну чорну діру-монстра, ймовірно, протягом наступних 250 мільйонів років», — додав співавтор дослідження Хольґер Баумґардт (HolgerBaumgardt), професор Квінслендського університету в Австралії. Такі злиття можуть бути причиноюпояви наймасивніших чорних дір у Всесвіті.
Фоггель та її наукова група змогли визначити маси двох об’єктів, спостерігаючи те, як сила тяжіння чорних дір впливає на рух зір навколо них. Науковці з’ясували, що маса більшої чорної діри, розташованої прямо в ядрі NGC 7727, майже в 154 мільйони разів більша, ніж маса Сонця. Натомість маса її супутника становить 6,3 мільйони сонячних мас.
Таким методом значення мас надмасивних чорних дір, які утворюють пару, виміряно вперше. Цей результат уможливило як те, що пара лежить близько до Землі, так і докладні спостереження, які науковці виконали в обсерваторії Паранал (Чилі) за допомогою приймача Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), встановленому на VLT. Працювати з цим спектрографом в ESO Фоггель навчилася ще тоді, коли була студенткою. Вимірювання маси за допомогою MUSEі додаткових даних від Космічного телескопа імені Габбла дало змогу науковій групі підтвердити, що об’єкти в NGC 7727 справді є надмасивними чорними дірами.
Подібно до того, як дві людини на жвавому перехресті можуть випадково зіткнутися одна з одною, так і галактики стикаються у Всесвіті! Але в такому разі результат драматичніший, ніж легкий поштовх. Коли дві галактики стикаються, вони зливаються в одну, тобто породжують нову, більшу. Одним із прикладів є галактика NGC 7727, показана на цьому зображенні, отриманому за допомогою Оглядового телескопа (VLTSurvey Telescope) Європейської південної обсерваторії в Чилі. На думку астрономів, галактика NGC 7727, розташована на відстані 89 мільйонів світлових років від Землі в напрямку сузір’ї Водолія, є результатом зіткнення двох галактик, яке відбулося близько мільярда років тому. Наслідки цього величезного космічного злиття все ще видно в особливій, неправильній формі NGC 7727 і потоках зір в її зовнішніх районах. Показане тут зображення зроблене у видимому світлі в рамках огляду VST-ATLAS. Мета огляду — нанести на мапу величезну ділянку південної півкулі небесної сфери — таку велику, що на ній можна помістити близько 19 000 дисків повного Місяця! Вивчаючи галактики в цьому регіоні, астрономи прагнуть пролити нове світло на природу темної енергії, таємничої сили, що пронизує Всесвіт і спричиняє його прискорене розширення. Фото з сайту www.eso.
Астрономи підозрювали, що в цій галактиці містяться дві чорні діри, але вони досі не могли підтвердити їх присутність, бо від їхнього найближчого оточення не спостерігається великої кількості високоенергетичного випромінювання, яке б вказувало на існування цих об’єктів. «Наша знахідка означає — може бути набагато більше таких реліктів злиття галактик і в їхніх ядрах є багато масивних чорних дір, які все ще чекають, щоб їх виявили», — говорить Фоггель. «Це може збільшити загальну кількість надмасивних чорних дір, відомих у локальному Всесвіті, на 30 відсотків».
Астрономи очікують, що пошук таких прихованих пар надмасивних чорних дір зробить великий крок вперед завдяки Надзвичайно великому телескопу (ExtremelyLargeTelescope, ELT) ESO, який стане до ладу наприкінці цього десятиліття в пустелі Атакама в Чилі. «Виявлена нами пара надмасивних чорних дір — це лише початок», — зазначив співавтор дослідження Стеффен Міске (Steffen Mieske), астроном ESO, який працює в Чилі, й керівник відділу наукових операцій обсерваторії ESO Паранал. «З приймачем HARMONI (High Angular Resolution Monolithic Optical and Near-infrared Integral field spectrograph — Ред.) на ELT ми зможемо виявляти схожі об’єкти значно далі, ніж це можливо нині. Роль ELT ESO в розумінні цих об’єктів буде дуже важливою».
За інф. з сайту www.eso.org підготував Іван Крячко
