Астрономи здійснили відкриття, яке переверне уявлення про динаміку активних ядер галактик. Міжнародна група дослідників підтвердила, що джерело найпотужнішого випромінювання в галактиці Маркарян 501, розташованій за 500 мільйонів світлових років від нас, — це не одна надмасивна чорна діра, а подвійна система.
Результати дослідження, опубліковані в авторитетному журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, проливають світло на загадкову поведінку цього об'єкта. Галактика Маркарян 501 відома як блазар — один із найяскравіших та найенергійніших об'єктів у Всесвіті. Такі системи живляться надмасивними чорними дірами, які викидають у космос вузьконаправлені струмені високоенергетичного випромінювання, що називаються джетами.
Загадка дивної поведінки
Довгий час астрономи не могли пояснити дивну динаміку джета в цій галактиці. Його орієнтація змінювалася непередбачуваним чином, що не вписувалося в класичні моделі поведінки одиночної чорної діри. Щоб розгадати таємницю, фахівці Інституту радіоастрономії імені Макса Планка провели масштабний аналіз даних.
Дослідники вивчили понад 83 масиви спостережень, отриманих міжнародною мережею радіотелескопів Very Long Baseline Array. Детальний розбір показав, що те, що сприймали як одну складну структуру, насправді складається з двох окремих струменів. Другий із них закручується петлею проти годинникової стрілки навколо центру системи.
Це спостереження стало ключовим доказом: кожен струмінь живиться окремою гігантською чорною дірою. Маса кожного з цих космічних монстрів колосальна — від 100 мільйонів до 1 мільярда мас Сонця.
Ідеальне кільце Ейнштейна
Теорію про подвійну природу системи остаточно підтвердило унікальна подія, зафіксована у червні 2022 року. У той момент космічні гіганти вишикувалися в ідеальну лінію відносно Землі. Величезна гравітація першої чорної діри викривила світло від джета другої, створивши ефект гравітаційної лінзи.
На знімках це проявилося у вигляді практично ідеального кола, відомого як кільце Ейнштейна. Це явище стало неспростовним доказом наявності пари об'єктів, а не одного джерела випромінювання.
Неминучий фінал через століття
Зараз чорні діри перебувають на астрономічно близькій відстані одна від одної. Вони здійснюють повний оберт по орбіті приблизно кожні 121 день, рухаючись за годинниковою стрілкою. Відстань між ними становить від 250 до 540 астрономічних одиниць (відстань від Землі до Сонця).
Судячи з розрахунків вчених, процес зближення неухильний. Столкнення та злиття цих гігантів в одну надмасивну чорну діру відбудеться менш ніж через 100 років. Ця подія стане каталізатором колосального викиду гравітаційних хвиль — потужних коливань у самій тканині простору-часу.
Сила цих хвиль буде значно перевищувати показники будь-яких подібних явищ, зафіксованих людством раніше. Існуючі на Землі та майбутні космічні детектори зможуть чітко уловити цей сигнал. Для науки це стане унікальною можливістю детально вивчити природу, еволюцію та внутрішні властивості надмасивних чорних дір у момент їхнього фінального злиття.