С помощью сети радиотелескопов VLA (Very Large Array) и VLBA (Very Long Baseline Array) астрономы наблюдали крайне редкое явление — слияние трех галактик, каждая из которых содержит сверхмассивную черную дыру. Система, обозначенная как J1218/J1219+1035, расположилась примерно в 370 миллионах световых лет от Земли, а ее дальнейшее изучение позволит понять, как растут и взаимодействуют эти космические «монстры».
До сих пор в наблюдаемой Вселенной зафиксировали всего два случая слияния тройных систем — в группах HCG 16 и SDSS J0849+1114. Однако в этих системах активными были не все ядра, а их природу удалось установить только благодаря наблюдениям в других диапазонах — рентгеновском, оптическом или инфракрасном.
В случае с J1218/J1219+1035 все иначе: радиоизлучение от каждой галактики четко указало на процессы аккреции — накопление массы черной дыры за счет гравитационного притяжения и захвата материи из окружающего пространства. Поскольку вещество образует вращающиеся аккреционные диски перед падением на центральный объект, то выделяет огромное количество энергии в виде излучения. Именно этот сигнал уловили астрономы, впервые подтвердив процесс слияния трех активных ядер галактик.
Результаты научной работы, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters, показали, что две из трех галактик — J1218+1035 NW и SE — находятся в процессе слияния и расположены на расстоянии около 73 тысяч световых лет друг от друга. Хотя третий объект — галактика J1219+1035 — расположился примерно в 316 500 световых лет от «соседей», он был гравитационно связан с ними и демонстрировал признаки взаимодействия. В радиоспектрах трех галактических ядер также выявили характерные признаки синхротронного излучения, типичного для подобных объектов.
Поскольку все ядра в системе относятся к категории радиотихих, то есть обладают признаками активности со слабым излучением, открытие выглядит еще интереснее: столь невыраженное, но устойчивое радиоизлучение указывает на стабильные, но активные процессы аккреции в каждой из трех галактик.
Таким образом, исследовательская группа под руководством Эммы Шварцман (Emma Schwartzman) из Исследовательской лаборатории ВМС США, впервые показала, насколько сложной и многоступенчатой может быть эволюция галактик, когда несколько сверхмассивных черных дыр растут одновременно в едином гравитационном «ансамбле».
Чтобы уточнить структуру галактик и подтвердить физические характеристики их ядер, ученые намерены продолжить наблюдения с помощью рентгеновской обсерватории «Чандра» и наземного инфракрасного телескопа UKIRT на Гавайях. Эти данные помогут понять, как именно многократные слияния галактик влияют на рост и активность сверхмассивных черных дыр, и как подобные процессы могут приводить к слияниям, порождающим гравитационные волны.