Таинственные черные дыры-близнецы могут стоять у истоков самых светящихся галактик во Вселенной
Международная группа астрономов недавно исследовала несколько блазаров — галактик, отличающихся своей яркостью. Они обнаружили нетипичные флуктуации света, свидетельствующие о взаимодействии двух сверхмассивных черных дыр, находящихся на взаимной орбите. Это взаимодействие может лежать в основе необычной светимости блазаров.
Самые светящиеся галактики во Вселенной могут скрывать в своем сердце тайну. Блазары, особая категория галактик, недавно стали предметом глубокого изучения. Группа исследователей решила углубиться в изучение этих небесных образований. В ходе наблюдений были обнаружены нетипичные световые колебания, которые расходились с общепринятыми моделями.
После анализа возникла удивительная гипотеза: эти колебания могут быть результатом взаимодействия двух сверхмассивных черных дыр, вращающихся вокруг друг друга. Это может стать ключом к пониманию сингулярного излучения блазаров. Это открытие, подробно описанное в журнале , открывает новый взгляд на сложность сил, действующих внутри блазаров.
Что такое блазар?
Рассмотрим, что такое блазары и квазары. Они являются одними из самых интригующих небесных объектов во Вселенной. Если квазар — это, по сути, галактика, в центре которой находится сверхмассивная черная дыра, активно поглощающая вещество и излучающая огромное количество энергии, то блазар — это особый вариант квазара. Особенность блазаров заключается в их ориентации относительно Земли.
В случае блазара одна из его струй (представляющих собой интенсивные потоки плазмы) направлена прямо на нашу планету. Плазма, движущаяся с головокружительными скоростями, приближающимися к скорости света, является результатом экстремальных энергетических процессов, происходящих вблизи черной дыры. Особое внимание астрономов к блазарам привлекает их флуктуирующая светимость. В отличие от других небесных объектов, свет, излучаемый блазаром, может сильно меняться по интенсивности, создавая динамичное световое шоу и вызывая вопросы о механизмах, лежащих в основе этих колебаний.
Двойные черные дыры на орбите
Под руководством Силке Бритцен, астронома из Института радиоастрономии Макса Планка (Германия), международная группа исследователей провела детальное изучение 12 конкретных блазаров. Проведя глубокий анализ, специалисты пришли к выводу, что наблюдаемые в этих галактиках колебания яркости могут быть результатом взаимодействия пар сверхмассивных черных дыр.
Эти космические гиганты, масса которых поражает воображение - в миллиарды раз больше массы Солнца, — ставят вопрос об их образовании и росте. Результаты данного исследования могут дать ключ к разгадке того, как подобным объектам удается накапливать столь значительную массу.
Прецессия: ключ к разгадке?
Прецессия — это физическое явление, описывающее колебательное движение вращающегося объекта, аналогично тому, как вращающаяся верхушка колеблется при вращении. В контексте блазаров эта прецессия может стать ответом на вопрос о наблюдаемой изменчивости света. Когда источник струи испытывает прецессию, он колеблется, изменяя угол и направление излучаемой струи. Это изменение направления может привести к изменению количества света и энергии, воспринимаемых нами с Земли.
Как сообщается в пресс-релизе команды, движущей силой прецессии может быть наличие в центре блазара черных дыр-близнецов. Эти два массивных образования, вращающиеся друг вокруг друга, оказывают взаимное гравитационное воздействие, которое может вызвать прецессию струи, испускаемой одной из черных дыр. Ярким примером такого явления является блазар OJ 287. Наблюдая за его флуктуирующей светимостью, было обнаружено, что в OJ 287 находятся две сверхмассивные черные дыры. Прецессия этих черных дыр под влиянием их взаимного орбитального движения может лежать в основе заметной изменчивости яркости этого блазара.
Последствия для будущих исследований
Одно из главных следствий данного исследования заключается в том, что кривизна струи может быть показательным признаком существования бинарных черных дыр в центре этих галактик. Кроме того, команде удалось обнаружить следы низкоамплитудного нутационного движения в кривых радиоизлучения и в кинематике компонентов струи.
Эта же модель была применена и к другим блазарам. Для выборки из 12 крупных AGN (Active Galaxy Nuclei), как уже упоминалось выше, полученные ими результаты показывают, что изменчивость светимости и кривизны струи действительно можно объяснить модулирующей силой прецессии.
Авторы не ставят под сомнение тот факт, что глубинная и труднодоступная физика струи может быть обусловлена также внутренними взаимодействиями в струе, объясняемыми так называемой моделью "струйного удара", неустойчивостями в струйном пучке или энергичным магнитным пересоединением. Однако они предполагают, что появление этих струй сильно модулируется и изменяется под действием прецессии струи. По сути, эти струи не выглядели бы такими изогнутыми и яркими, если бы не усиливали эффект прецессии, считают исследователи.
Углубленное изучение блазаров и двойных черных дыр только начинается, но нынешние открытия позволяют по-новому взглянуть на механизмы, которые ими управляют.