"Хаббл" разглядел древнейшие чёрные дыры в сталкивающихся галактиках

Космический телескоп "Хаббл" запечатлел две пары сверхмассивных чёрных дыр, расположенных в сливающихся галактиках. Их свет был испущен более десяти миллиардов лет назад. Это редкое явление впервые было запечатлено так далеко от Земли.

Мы подробно рассказывали о том, что такое квазар. Напомним, что это сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики, на которую падает исключительно мощный поток вещества. Разогреваясь, эта падающая материя испускает свет и другие виды излучения.

Квазар сияет намного ярче, чем все звёзды его родительской галактики вместе взятые, и вообще квазары – самые мощные источники излучения во Вселенной. Поэтому они видны на расстояниях, громадных даже по космическим меркам. А вот самих галактик, в центре которых обитают эти "чудовища", астрономы, как правило, не видят: их свет слишком слаб по сравнению с яростным полыханием квазара.

Астрономам известны сотни тысяч подобных монстров, но лишь около ста из них – двойные. Двойной квазар – это на самом деле пара квазаров, расположенных в центрах сталкивающихся и сливающихся галактик.

Столкновения галактик интересуют учёных и сами по себе. А особенно они интересны, если в каждой из этих звёздных систем угнездился собственный квазар. Ведь эти монстры буквально управляют эволюцией собственных галактик, вплоть до того что они могут остановить рождение в них новых звёзд.

Однако изучать двойные квазары в ранней Вселенной очень сложно. На таких гигантских расстояниях тесная пара сливается для наблюдателя в один объект.

На помощь пришёл "Хаббл", который по разрешающей способности (то есть способности видеть мелкие детали) в тысячу раз лучше человеческого глаза. По этому показателю прославленный орбитальный телескоп превосходит любой наземный инструмент.

Исключительное "зрение" космической обсерватории позволило различить, что квазар J0749+2255 – двойной. При этом дистанция между сверхмассивными чёрными дырами, составляющими пару, не превышает 10 тысяч световых лет (примерно в 2,5 раза меньше, чем расстояние от Земли до центра Галактики). То же самое относится к квазару J0841+4825.

Это первые столь тесные двойные квазары (и вообще столь близкие друг к другу объекты), открытые на таком колоссальном расстоянии от Земли. Когда их свет был испущен, Вселенной было чуть более трёх миллиардов лет отроду, а до "Хаббла" эти лучи добирались более десяти миллиардов лет.

К слову, именно в эту эпоху в космосе было больше всего активных квазаров. На неё же приходится пик формирования галактик. Именно поэтому она очень интересует исследователей.

"Квазары оказывают огромное влияние на формирование галактик во Вселенной, – рассказывает соавтор работы Надя Закамска (Nadia Zakamska) из Университета Джонса Хопкинса. – Обнаружение двойных квазаров в эту раннюю эпоху важно, потому что теперь мы можем проверить наши давние идеи о том, как чёрные дыры и их родительские галактики эволюционируют вместе".

Эксперты рассчитали, что этим сталкивающимся галактикам потребуются десятки миллионов лет на полное слияние. После этого сверхмассивные чёрные дыры в их центрах образуют ещё более тесную пару в центре объединённой галактики. Этот дуэт будет кружиться в орбитальном танце, пока две чёрные дыры не столкнутся и не сольются в одну чёрную дыру.

Скорее всего, всё это уже произошло за десять миллиардов лет, которые понадобились свету квазаров, чтобы добраться до Земли. Однако космические расстояния помогают астрономам заглянуть в далёкое прошлое, когда этого ещё не случилось. Так астрономы становятся свидетелями уникальных процессов в ранней Вселенной.

"Это действительно первый образчик двойных квазаров в пиковую эпоху формирования галактик, с помощью которого мы можем проверить идеи о том, как сверхмассивные чёрные дыры объединяются и в конечном итоге образуют двойную систему", – объясняет Закамска.

Между прочим, астрономы отнюдь не случайно наткнулись на столь редкое явление. Наблюдениям "Хаббла" предшествовал кропотливый целенаправленный поиск по новой методике. Учёные использовали данные космической обсерватории Gaia, чтобы отобрать объекты, которые могут оказаться двойными квазарами.

Для "Гайи", которая уступает "Хабблу" по разрешающей способности, подобный объект выглядит как одиночный. Однако квазары – не очень стабильные источники света. Они "подмигивают" на промежутках времени от нескольких дней до месяцев.

Поскольку "подмигивают" оба квазара в паре, "Гайя", этот непревзойдённый космический картограф, видит, как будто источник света время от времени чуть-чуть смещается в сторону. Подобные "прыжки света" происходят, когда попеременно включаются два огня железнодорожного семафора.

Отыскав подобные объекты при помощи "Гайи", исследователи направили на них "Хаббл" и действительно увидели тесные двойные квазары. Авторы надеются, что эта методика позволит открыть ещё немало подобных пар.

Научная статья с результатами исследования была опубликована в журнале Nature Astronomy.

К слову, ранее мы рассказывали о квазаре, который стал самым далёким радиомаяком во Вселенной.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".