Одновременные кривые оптического потока и поляризации блеска OJ 287 с 2015 по 2023 год: величины R внизу, а PD и PA на средней и верхней панелях соответственно. Фото: The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acfd2e
OJ 287 признана двойной системой черных дыр с медленно растущей орбитой, вызванной потерей энергии гравитационным излучением. Эта потеря энергии уже была подтверждена в 2008 году. Последующие измерения подтвердили это орбитальное решение, последний раз в 2023 году.
До сих пор сигналы, исходящие от двойной системы, связывали либо с ультрамассивной первичной черной дырой, либо с окружающим ее газовым аккреционным диском.
Однако международная исследовательская группа недавно получила новые доказательства, связанные с этой системой, наблюдая сигналы, исходящие непосредственно от меньшей (вторичной) черной дыры. Используя эти доказательства, исследователи утверждают, что впервые смогли «увидеть» вторичную черную дыру, используя измерения поляризованного света, исходящего от OJ 287.
Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters 30 октября.
Ученым уже более 50 лет известно, что свет OJ 287 поляризован. Однако для полного использования этого поляризованного сигнала необходимо отслеживать его изменение во времени.
Для текущего исследования исследователи завершили наиболее полный на сегодняшний день мониторинг поляризации, используя семь телескопов в США, Японии и т. д. со специальным оборудованием для измерения поляризации.
«Мы обнаружили общее правило, которому следует OJ 287: увеличение общего оптического излучения приводит к увеличению поляризации, и наоборот», — сказал профессор Алок Гупта, недавний приглашенный научный сотрудник PIFI в Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии. наук, первый автор исследования, а также профессор индийского научно-исследовательского института наблюдательных наук Арьябхатта.
Однако интересно, что бывают случаи, когда это правило не работает. Модели показывают, что сбои, скорее всего, будут связаны с двумя перекрывающимися сигналами: один исходит от первичной черной дыры, а другой — от вторичной. Это свидетельство существования двух отдельных сигналов наиболее ярко проявляется в поляризации света, которая, как ожидается, будет совершенно разной, когда вклад вносят два источника, а не только один источник. Общее правило изменения поляризации в двухсигнальном случае нарушается.
Поскольку две черные дыры расположены так близко друг к другу в небе, на расстоянии всего около 10 угловых секунд друг от друга, они обязательно выглядят как одна точка света. «Только используя поляризацию света, мы можем быть достаточно уверены, что действительно два источника, две черные дыры, вносят вклад в общий световой сигнал», — сказал профессор Гупта.
«Нарушения общего правила возникают в моменты, когда мы ожидаем, что вторичная черная дыра будет активной в двойной модели: в общем, сигнал от меньшей вторичной черной дыры не обнаруживается. Активность вторичной черной дыры связана с ее приближением к первичный газовый диск, который обеспечивает вещество для питания вторичного».
Питание приводит к ярким сигналам, от радио до гамма-лучей. Последние сигналы были недавно использованы для проверки модели орбиты.
«Теперь данные о поляризации подтверждают эту интерпретацию. В результате мы уверены, что OJ 287 действительно является сверхмассивной двойной системой черных дыр, и сигналы от обоих компонентов могут быть разделены, несмотря на их близость друг к другу в небе», — сказал профессор Гу. Минфэн из Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук, соавтор исследования.
Информация от: Китайской академией наук
