Астрофизики из США обнаружили пару сверхмассивных черных дыр, которые движутся навстречу к друг другу. «Титанический дуэт» подскажет ученым, когда может произойти фоновый «гул» гравитационных волн от столкновения сверхмассивных черных дыр, который ученые смогут впервые зафиксировать, говорится в сообщении Института Флатирон. Описание космического «танца» дано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Масса каждой из обнаруженных сверхмассивных черных дыр более чем в 800 миллионов раз превышает массу нашего Солнца. Эти объекты находятся в галактике на расстоянии 2,5 миллиардов световых лет от Земли. И примерно через 2,5 миллиарда лет, по оценкам ученых, черные дыры сильно приблизятся друг к другу. По мере того, как они постепенно сближаются в смертельной спирали, они начинают посылать гравитационные волны, струящиеся в пространстве-времени. Эти космические пульсации присоединятся к еще не обнаруженному фоновому шуму гравитационных волн от других сверхмассивных черных дыр. Еще до намеченного столкновения гравитационные волны, исходящие от сверхмассивной пары черных дыр, превзойдут те, которые были зафиксированы ранее в результате слияния гораздо меньших черных дыр и нейтронных звезд.
«Сверхмассивные двойные черные дыры производят самые "громкие" гравитационные волны во Вселенной», – подчеркивает один из авторов исследования Кьяра Мингарелли (Chiara Mingarelli), научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флатирон в Нью-Йорке.
Обнаружение гравитационно-волнового фона поможет ответить на некоторые из самых больших вопросов в астрономии: например, как часто сливаются галактики и сливаются ли пары сверхмассивных черных дыр в принципе? Или они «застревают» в почти бесконечном вальсе друг вокруг друга?
Сверхмассивные черные дыры содержат массу миллионов или даже миллиардов солнц. Почти все галактики, включая Млечный Путь, содержат по крайней мере одного такого гиганта в своем центре. Когда галактики сливаются, их сверхмассивные черные дыры встречаются и начинают вращаться друг вокруг друга. Некоторые теоретические исследования показывают, что черные дыры затем сильно замедляются, почти останавливаются на расстоянии примерно 1 парсек (примерно 3,2 световых года) друг от друга. Это замедление длится почти бесконечно.
Астрономы не могут просто искать подобные «застрявшие» на одном месте пары, потому что задолго до того, как черные дыры приблизятся на расстояние 1 парсек, они уже будут находиться слишком близко, чтобы астрофизики на Земле могли различить их как два отдельных объекта. Более того, черные дыры не производят сильных гравитационных волн, пока не преодолеют барьер последнего парсека и не сблизятся. Даже на этом снимке сближающихся сверхмассивных черных дыр, полученном с помощью телескопа «Хаббл», свет от звезд и газа, окружающих их, начинает сливаться: визуально черные дыры уже выглядят как сиамские близнецы.
[Фото: A.D. Goulding et al./Astrophysical Journal Letters 2019]
