На протяжении более 130 лет галактика OJ 287 и регулярное изменение ее яркости одновременно озадачивают и завораживают астрономов. Они подозревают, что в центре галактики, расположенной на расстоянии в пять (по другим данным меньше) миллиардов световых лет от нас, происходит слияние двух сверхмассивных черных дыр.
Международная исследовательская группа под руководством доктора Эфталии Траяну из Гейдельбергского университета недавно успешно получила изображение центра галактики с исключительно высокой степенью детализации. Этот снимок, сделанный с помощью космического радиотелескопа, демонстрирует ранее неизвестный, сильно искривленный участок плазменного джета, вырывающегося из центра галактики. Изображение открывает новые возможности для понимания экстремальных условий, существующих вокруг сверхмассивных черных дыр. Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
Ядро галактики OJ 287 относится к классу блазаров-лацертидов, которые демонстрируют высокую активность и поразительно светимость. Движущей силой активных галактических ядер являются черные дыры. Они жадно поглощают вещество из окружающего пространства, но не могут переварить его полностью и выбрасывают часть добычи в виде гигантских струй (джетов). При этом генерируются космические лучи (заряженные частицы высоких энергий), тепло (ИК-излучение), тяжелые атомы и магнитные поля. Скорость движения частиц в джетах близка к скорости света, поэтому их называют релятивистскими.
Доктор Траяну подчеркивает, что астрономы никогда ранее не наблюдали структуру в галактике OJ 287 на таком уровне детализации, как на новом изображении. На снимке, проникающем глубоко в центр галактики, видна резко изогнутая, лентовидная структура струи. Снимок открывает новые возможности для понимания состава и поведения плазменного выброса. В некоторых областях температура превышает 1012 (десять триллионов) кельвинов, что свидетельствует об экстремальном высвобождении энергии и сверхинтенсивной динамике в непосредственной близости от сливающихся черных дыр.
Исследователи наблюдали «вживую» формирование, распространение и столкновения новой ударной волны вдоль струи и связали это с выбросом энергии в диапазоне триллионов электрон-вольт, зафиксированном во время измерения гамма-излучения OJ 287 в 2017 году.
Изображение в радиодиапазоне получено с помощью наземно-космического радиоинтерферометра, состоящего из радиотелескопа на орбите Земли — десятиметровой антенны миссии «РадиоАстрон» на борту российского спутника «Спектр-Р» — и сети из 27 наземных обсерваторий, распределенных по всей Земле.
Исследователям удалось создать виртуальный космический телескоп с условной апертурой в пять раз больше диаметра Земли. Его высокое разрешение обусловлено расстоянием между отдельными радиообсерваториями. Изображение основано на методе измерения, использующем волновую природу света и связанные с ним перекрывающиеся волны.
Интерферометрическое изображение подтверждает предположение о том, что внутри галактики OJ 287 находится двойная сверхмассивная черная дыра. Оно также предоставляет важную информацию о том, как взаимодействие таких черных дыр влияют на форму и ориентацию испускаемых релятивистских струй.
Ее особые свойства делают галактику OJ 287 идеальным кандидатом для дальнейшего исследования слияния сверхмассивных черных дыр и связанного с этим грандиозным событием распространения гравитационных волн.Эфталия Траяну
Как предполагают ученые, в центре галактики OJ 287 находится двойная черная дыра. Главный компонент имеет массу, в 17-18 миллиардов раз превышающую массу Солнца. Вокруг него по орбите с эксцентриситетом 0,65 с периодичностью в 12 лет вращается «младшая сестра», которая тянет «всего» на 100-150 миллионов солнечных масс. В непосредственной близости от главной черной дыры сформировался аккреционный диск, перпендикулярно которому испускается релятивистская струя. Однако гравитация дыры-компаньонки по мере сближения «сестер» искривляет джет и меняет светимость ядра галактики.
Узнать больше о слиянии черных дыр вы можете в материале Hi-Tech Mail.