Астрономы обнаружили две далекие галактики, каждая из которых светится в центре двойным квазаром - парой сверхмассивных высокоактивных черных дыр. Эти парные квазары, вероятно, образовались в результате столкновения галактик и сейчас находятся на грани слияния. И это будет иметь долгосрочные последствия для их галактик: огромное излучение сливающихся квазаров сдувает газ и «стирает» звездообразование как процесс.
Квазары - это маяки далекого космоса: их свет светит на протяжении миллиардов световых лет и свидетельствует об огромной активности сверхмассивной черной дыры в центре соответствующей галактики. Однако до сих пор все известные квазары являлись «бойцами-одиночками» - в центре каждой галактики находилась только одна активная черная дыра. Но согласно теории, особенно в далекой, ранней вселенной, слияние галактик должно было происходить значительно чаще и, следовательно, это вело к тому, что существовали галактики с (временно) двумя центральными черными дырами.
Такие дуэты и тройки центральных черных дыр действительно наблюдались, но чаще в ближайшем космосе, а не в молодой далекой вселенной. «По нашим оценкам, в далекой вселенной на каждые 1000 квазаров приходится один двойной квазар», - объясняет основной автор исследования Юэ Шен из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. - «Но найти эти двойные квазары - все равно что искать иголку в стоге сена». Потому что большинство телескопов не способно распознать их как отдельные объекты.
Близнецы в ядре галактики
И вот теперь астрономам группы Шена впервые удалось выследить два таких двойных квазара. Оба они находятся на расстоянии более десяти миллиардов световых лет от нас и выглядят в наземных телескопах как обычные квазары. Но, объединив данные о движении, собранные спутником Gaia, с оптикой высокого разрешения космического телескопа «Хаббл», исследователям удалось обнаружить в каждой из этих двух галактик по два источника яркого света вместо одного.
Снимки с «Хаббла» показывают, что два квазара в этих галактиках находятся на расстоянии всего около 10 000 световых лет друг от друга. Таким образом, они располагаются намного ближе друг к другу, чем наше Солнце к центру Млечного Пути - это расстояние составляет около 25 000 световых лет. Близость и взаимодействие квазаров вызывают характерное мерцание их света, поэтому астрономы обратили свой взор на эти галактики, направив на них телескоп» «Хаббл».
«Камень преткновения» для своих галактик
«Это первые случаи обнаружения двойных квазаров периода расцвета галактик», - говорит соавтор Надя Закамска из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе. - «Благодаря их открытию мы теперь можем проверить наши версии о том, как объединяются сверхмассивные черные дыры». Кажется очевидным, что эти квазары стали активными, потому что слияние их родительских галактик привело к гравитационной турбулентности. В результате все больше материала попадает в зону влияния черных дыр и поглощается ними.
Однако после «включения» активированные двойные квазары могут стать для своих домашних галактик тормозом. Дело в том, что эти космические маяки испускают такое сильное излучение и потоки частиц, что почти весь газ из галактик выдувается. Однако без этого межзвездного газа также прекратится образование звезд, вследствие чего рост галактики остановится, по крайней мере, временно.
Тест общих теорий
«Квазары имеют огромное влияние на эволюцию галактик во вселенной», - объясняет Закамска. - «Обнаружение двойных квазаров этой ранней эпохи особенно важно, потому что теперь мы можем использовать их для проверки наших устоявшихся теорий о совместном развитии черных дыр и их галактик».
Теперь команда астрономов надеется использовать метод, впервые опробованный в этом исследовании, для отслеживания дополнительных двойных квазаров в раннем космосе. «Это открывает новые возможности для поиска таких захватывающих систем, что было невозможно при использовании предыдущих методов и наборов данных», - пояснил соавтор Сян-Чи Хван из Университета Джона Хопкинса.
