Астрономы обнаружили признаки слияний гигантских черных дыр

Новые исследования, опубликованные в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, нашли доказательства существования большого количества двойных сверхмассивных черных дыр, вероятных предвестников событий слияния гигантских черных дыр.

Это подтверждает современное понимание космологической эволюции — что галактики и связанные с ними черные дыры сливаются со временем, образуя все большие и большие галактики и черные дыры.

Астрономы из Университета Хартфордшира вместе с международной группой ученых изучили радиокарты мощных джетов и обнаружили признаки, которые обычно присутствовали бы при взгляде на черные дыры, которые тесно вращаются друг вокруг друга.

Перед слиянием, черные дыры образуют двойную черную дыру, где две черные дыры движутся вокруг друг друга. Ранее гравитационные волновые телескопы смогли продемонстрировать слияние небольших черных дыр, измеряя сильные всплески гравитационных волн, которые испускаются при слиянии бинарных черных дыр, но современная технология не может быть использована для демонстрации присутствия сверхмассивных двойных черных дыр.

Сверхмассивные черные дыры испускают мощные джеты. При вращении сверхмассивных двойных черных дыр джет, исходящий из ядра галактики, периодически меняет свое направление. Астрономы из Университета Хартфордшира изучили направление, в котором испускаются эти струи, и дисперсии в этих направлениях; они сравнивали направление джетов с одной из долей радиоволн (которые хранят все частицы, которые когда-либо проходили через их каналы), чтобы продемонстрировать, что этот метод может быть использован для указания на наличие сверхмассивных двойных черных дыр.

Д-р Мартин Краузе, ведущий автор статьи и старший преподаватель астрономии в Университете Хартфордшира, сказал: «мы изучали джеты в разных условиях в течение длительного времени с помощью компьютерного моделирования. В этом первом систематическом сравнении с радиокартами с высоким разрешением самых мощных радиоисточников мы с удивлением обнаружили сигнатуры, которые были совместимы с реактивной прецессией в трех четвертях источников .»

Тот факт, что наиболее мощные джеты связаны с двойными черными дырами, может иметь важные последствия для образования звезд в галактиках; звезды формируются из холодного газа, джеты нагревают этот газ и таким образом подавляют образование звезд.

Джет, который всегда движется в одном направлении, нагревает ограниченное количество газа вблизи себя. Однако джеты от бинарных черных дыр непрерывно меняют направление. Поэтому они могут нагревать гораздо больше газа, подавляя образование звезд гораздо эффективнее и тем самым способствуя удержанию числа звезд в галактиках в наблюдаемых пределах.

Martin G H Krause et al, How frequent are close supermassive binary black holes in powerful jet sources?, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2018). DOI: 10.1093/mnras/sty2558