Астрономи, можливо, спостерігають рідкісну космічну подію як реального часу. Новий аналіз галактики-блазара Mrk 501 вказує на те, що в її ядрі ховаються не одна, а відразу дві надмасивні чорні дірки, закручені в тісному орбітальному танці. Це зближення може призвести до масштабного зіткнення протягом наступного століття.
Відкриття подвійного струменя
Дослідження, проведене під керівництвом астронома Сільке Брітцен з Інституту радіоастрономії Товариства Макса Планка, зосереджено на незвичайній поведінці Mrk 501, розташованій на відстані приблизно 464 мільйони світлових років від нас. Будучи блазаром, ця галактика має активну надмасивну чорну дірку з високошвидкісним струменем плазми, спрямованої майже прямо на Землю, що робить її неймовірно яскравою, але вкрай складною для детального вивчення.
Використовуючи радіотелескопи надвисокого дозволу для моніторингу галактики протягом 23 років, дослідники виявили феномен, який раніше ніколи не спостерігався в ядрах блазарів: систему подвійних струменів.
Ключові результати аналізу:
- «Колився» струмінь: Дослідники помітили семирічний цикл коливань світла, що нагадує рух дзиги, який похитується на своїй осі. Це дозволяє припустити, що вся система струменя здійснює коливальні рухи.
- Швидка орбіта: Було виявлено другий, більш короткий цикл тривалістю близько 121 дня. Це узгоджується з моделлю двох чорних дірок, що обертаються один навколо одного на відстані від 250 до 540 разів більше від відстані від Землі до Сонця.
- Обертання в протилежний бік: Дані виявили другий, слабший струмінь, що описує контур проти годинникової стрілки навколо радіоядра. Така ознака переконливо вказує на наявність подвійної системи чорних дірок.
Вирішення «проблеми останнього парсека»
Це відкриття має величезне значення, оскільки воно торкається однієї з найбільш невирішених загадок космології: проблему останнього парсека.
Коли дві галактики стикаються, їх центральні надмасивні чорні дірки починають притягуватися одна до одної. У процесі обертання вони втрачають енергію, взаємодіючи з оточуючими зірками та газом, через що їх орбіта скорочується. Проте теоретичні моделі припускають, що тільки чорні дірки досягнуть відстані близько одного парсека (приблизно 3,26 світлового року), їм може вистачити навколишнього речовини для взаємодії. Без цього «тертя» їх орбіти можуть завмерти, і процес зближення може тривати довше, ніж нинішній вік Всесвіту.
Якщо дані Mrk 501 підтвердяться, то дві чорні діри розділені відстанню всього в 0,0026 парсека. Це означає, що космічні гіганти успішно подолали «точку застою» та активно спіралеподібно рухаються назустріч один одному, доводячи існування механізмів, здатних подолати цей фінальний розрив.
Чому це важливо для науки
Надмасивні чорні дірки, маса яких у мільйони та мільярди разів перевищує масу нашого Сонця, є гравітаційними якорями найбільших галактик. Проте ми все ще намагаємося зрозуміти, як вони досягають таких колосальних розмірів. У той час як еволюція менших «зоряних» чорних дірок добре вивчена, походження цих монстрів залишається таємницею.
Злиття двох надмасивних чорних дірок вважається «білим китом» астрономії — метою, за якою полюють вчені. Через їх неймовірні масштаби для виявлення випромінюваних ними гравітаційних хвиль потрібні спеціалізовані інструменти, такі як таймінг-масиви пульсарів.
«Якщо гравітаційні хвилі будуть виявлені, ми зможемо навіть побачити, як їхня частота неухильно зростає в міру того, як два гіганти спіралеподібно наближаються до зіткнення. Це дасть нам рідкісний шанс на власні очі спостерігати процес злиття надмасивних чорних дірок».
– Ектор Оліварес, астроном з Університету Радбауд
Висновок
Якщо подвійна природа Mrk 501 буде підтверджена, людство отримає можливість спостерігати за монументальним космічним злиттям з першого ряду. За прогнозованого часу зіткнення менш ніж через 100 років, ця галактика дає унікальний шанс побачити життєвий цикл надмасивних чорних дірок у рамках одного людського життя.
