Обнаружили пару черных дыр, обедающих вместе при слиянии галактик
Изучая соседнюю пару сливающихся галактик с помощью Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA) — международной обсерватории, сотрудничающей с Национальной радиоастрономической обсерваторией (NRAO) Национального научного фонда США, — ученые обнаружили две сверхмассивные черные дыры, одновременно растущие вблизи центр вновь сливающейся галактики. Эти супер-голодные гиганты находятся максимально близко друг к другу, когда-либо наблюдавшихся учеными на нескольких длинах волн. Более того, новое исследование показывает, что двойные черные дыры и слияния галактик, которые их создают, могут быть на удивление обычным явлением во Вселенной. Результаты нового исследования были опубликованы сегодня в The Astrophysical Journal Letters и представлены на пресс-конференции на 241-м собрании Американского астрономического общества (AAS) в Сиэтле, штат Вашингтон.
Находясь всего в 500 миллионах световых лет от Земли в созвездии Рака, UGC4211 является идеальным кандидатом для изучения конечных стадий слияния галактик, которые чаще происходят в далекой Вселенной и, как следствие, их трудно наблюдать. Когда ученые использовали высокочувствительные 1,3-миллиметровые приемники на ALMA, чтобы заглянуть глубоко в активные галактические ядра слияния — компактные, ярко светящиеся области в галактиках, вызванные аккрецией материи вокруг центральных черных дыр, — они обнаружили не одну, а две черные дыры, жадно пожирающие побочные продукты слияния. Удивительно, но они обедали бок о бок на расстоянии всего 750 световых лет друг от друга.
«Моделирование показало, что большая часть популяции двойных черных дыр в соседних галактиках будет неактивной, потому что они более распространены, а не две растущие черные дыры, как мы обнаружили», — сказал Майкл Косс, старший научный сотрудник Eureka Scientific и ведущий автор исследования. новое исследование. Косс добавил, что использование ALMA изменило правила игры, и что обнаружение двух черных дыр так близко друг к другу в соседней Вселенной может проложить путь к дополнительным исследованиям этого захватывающего явления. «ALMA уникален тем, что может видеть сквозь большие столбы газа и пыли и достигать очень высокого пространственного разрешения, чтобы видеть объекты очень близко друг к другу. Наше исследование выявило одну из ближайших пар черных дыр в слиянии галактик, и поскольку мы знаем что слияния галактик гораздо более распространены в далекой вселенной, эти двойные черные дыры также могут быть гораздо более распространены, чем считалось ранее».
Если близкопарные бинарные пары черных дыр действительно являются обычным явлением, как утверждают Косс и его команда, это может иметь серьезные последствия для будущих обнаружений гравитационных волн. Эсекьель Трейстер, астроном из Чилийского католического университета и соавтор исследования, сказал: «В центрах галактик может быть много пар растущих сверхмассивных черных дыр, которые мы до сих пор не смогли идентифицировать. случае, в ближайшем будущем мы будем наблюдать частые события гравитационных волн, вызванные слияниями этих объектов по всей вселенной».
Объединение данных ALMA с многоволновыми наблюдениями с других мощных телескопов, таких как Chandra, Hubble, Very Large Telescope ESO и Keck, добавило мелких деталей к и без того захватывающей истории. «Каждая длина волны рассказывает отдельную часть истории. В то время как наземные оптические изображения показали нам всю сливающуюся галактику, Хаббл показал нам ядерные области с высоким разрешением. системы, — сказал Трейстер. «И ALMA показала нам точное местоположение этих двух растущих, голодных сверхмассивных черных дыр. Все эти данные вместе дали нам более четкое представление о том, как галактики, такие как наша, оказались такими, какие они есть, и какими они станут в будущем."
До сих пор ученые в основном изучали только самые ранние стадии слияния галактик. Новое исследование может оказать глубокое влияние на наше понимание предстоящего слияния Галактики Млечный Путь с соседней Галактикой Андромеды. Косс сказал: «Столкновение Млечного Пути и Андромеды находится на очень ранней стадии и, по прогнозам, произойдет примерно через 4,5 миллиарда лет. То, что мы только что изучили, является источником на самой последней стадии столкновения, так что мы видим предвещает слияние, а также дает нам представление о связи между слиянием и ростом черных дыр и, в конечном итоге, образованием гравитационных волн».
«Это захватывающее открытие показывает силу ALMA и то, как многоволновая астрономия может давать важные результаты, которые расширяют наше понимание Вселенной, включая черные дыры, активные галактические ядра, эволюцию галактик и многое другое», — говорит Джо Песке, программный директор Национального научного фонда. Национальная радиоастрономическая обсерватория. «С появлением детекторов гравитационных волн у нас появилась возможность еще больше расширить наши наблюдательные возможности, объединив все эти возможности. Я не думаю, что есть предел тому, чему мы можем научиться».
