Международная группа ученых обнаружила двойную систему сверхмассивных черных дыр в галактике OJ 287 с помощью радиотелескопа, смонтированного на российском космическом аппарате «Спектр-Р» в рамках проекта «Радиоастрон». Статья опубликована в The Astrophysical Journal.
«Радиоастрон» — международный космический проект по проведению астрофизических исследований в радиодиапазоне с помощью космического радиотелескопа, возглавляемый Астрокосмическим центром при поддержке Роскосмоса. Полученные с его помощью данные позволили ученым обнаружить уникальную систему черных дыр в галактике OJ 287. От России в исследовании принимали участие ученые из Астрокосмического центра Физического института имени П.Н. Лебедева РАН, Московского физико-технического института и Крымской астрофизической обсерваторию.
OJ287 находится на расстоянии 5 млрд световых лет от Земли и представляет собой блазар — галактику, в центре которой расположена сверхмассивная черная дыра, аккрецирующая газ и пыль. Когда вещество падает на черную дыру, оно сталкивается с другим веществом и нагревается, в результате чего вокруг дыры образуется светящийся аккреционный диск. Пара плазменных струй — джетов — выбрасывается из центральной области блазара, и одна из них направлена в сторону Земли. В центре OJ 287 находится целых две сверхмассивные черные дыры, причем вторая (менее массивная) вращается вокруг первой, дважды проходя через ее аккреционный диск каждые 12 лет. Система стала единственным известным представителем тесной двойной сверхмассивной черной дыры.
Ученых волнует так называемая проблема финального парсека — вопрос о том, как пара таких черных дыр в конечном итоге сливается. Теория предполагает, что все двойные черные дыры будут оставаться на расстоянии около одного парсека бесконечно долго из-за замедления времени вблизи релятивистского объекта. Излучаемые такой системой гравитационные волны могут подтвердить или опровергнуть эту теорию.
«Это гравитационное излучение, как мы ожидаем, вскоре может быть обнаружено с помощью интерферометров космических гравитационных волн, таких как космическая система LISA, что окончательно подтвердит существование двойной системы в OJ 287», — говорит участник исследования Юрий Ковалев.
Открытие было сделано благодаря методу радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ). Принцип РСДБ заключается в одновременном наблюдении объекта разными телескопами. Синхронизация сигналов и последующая корреляция позволяют восстанавливать изображения удаленных астрофизических объектов с высочайшим угловым разрешением. При этом чем больше собирательная поверхность и чем короче длина волны наблюдения, тем выше угловое разрешение. Ученые использовали наземно-космические РСДБ-наблюдения и 10-метровую орбитальную антенну «Спектр-Р», чтобы достичь разрешение около около 2 световых месяцев.
Анализ изображений показал, что плазменная струя объекта сильно изогнута, и это подтверждает, что в системе находятся две черные дыры. Наблюдения в поляризованном свете показали топологию магнитного поля самой внутренней части струи и подтвердили его тороидальную конфигурацию. Оказалось, что начало джета пронизано спиральным магнитным полем.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
