Черные дыры вращаются вокруг друг друга. Джеты связаны с обеими черными дырами: большая — с красноватым цветом, а меньшая — с желтоватой струей. Обычно виден только красноватый джет, но в течение 12-часового периода 12 ноября 2021 года меньший джет доминировал и давал прямой сигнал от меньшей черной дыры и наблюдался впервые. Изображение предоставлено: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/Р. Хёрт (IPAC) и М. Мюграуэр (AIU Jena).
Несколько международных исследовательских групп уже подтвердили теорию о наличии двух черных дыр в центре далекой галактики OJ 287. Эту теорию впервые предложили астрономы из Университета Турку в Финляндии. Новое исследование показывает, что спутниковые наблюдения 2021 года впервые выявили меньшую черную дыру пары.
В 2021 году спутник НАСА, охотящийся за экзопланетами, был нацелен на галактику OJ 287, чтобы помочь астрономам подтвердить теорию о двух черных дырах в центре галактики, первоначально предложенную исследователями из Университета Турку в Финляндии.
Спутник для исследования транзитных экзопланет (TESS) предназначен для обнаружения тысяч экзопланет, вращающихся вокруг самых ярких карликовых звезд на небе. TESS находит планеты — от маленьких каменистых миров до планет-гигантов, показывая разнообразие планет в нашей галактике. На данный момент обнаружено 410 подтвержденных экзопланет или «новых миров», вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца.
В течение нескольких недель в 2021 году TESS изучал другую систему, далекую галактику под названием OJ 287. Исследователи нашли косвенные доказательства того, что очень массивная черная дыра в OJ 287 вращается вокруг гигантской черной дыры, в 100 раз большей, чем она сама.
Чтобы подтвердить существование меньшей черной дыры, TESS отслеживала яркость первичной черной дыры и связанного с ней джета. Непосредственное наблюдение за меньшей черной дырой, вращающейся вокруг большей, очень сложно, но ее присутствие было обнаружено исследователям внезапным всплеском яркости.
Подобное событие никогда раньше не наблюдалось на OJ287, но исследователь Паули Пихайоки из Университета Турку в Финляндии предсказал это событие в своей докторской диссертации в 2014 году. Согласно его диссертации, следующее извержение ожидалось в конце 2021 года, и тогда на объект было направлено несколько спутников и телескопов.
Наблюдаемая вспышка выглядит как резкая вспышка на кривой блеска по спутниковым наблюдениям, показывая, что в остальном постоянно темный объект внезапно и резко становится ярче. Наблюдаемая вспышка более подробно показана в верхнем углу. Количество света, излучаемого во время вспышки, эквивалентно яркости около 100 галактик. Фото предоставлено: Кишор и др. 2024 год
Спутник TESS обнаружил ожидаемый всплеск в 2 часа ночи по Гринвичу 12 ноября 2021 года, и о наблюдениях недавно сообщили в статье в The Astrophysical Journal Шубхам Кишор, Алок Гупта (Научно-исследовательский институт наблюдательных наук Арьябхатты, Индия) и Пол Виита ( Колледж Нью-Джерси, США).
Мероприятие длилось всего 12 часов. Такая короткая продолжительность показывает, что очень трудно обнаружить вспышку большой яркости, если заранее не знать ее время. В данном случае теория исследователей из Турку оказалась верной, и TESS был нацелен на OJ 287 как раз в нужное время. Открытие было также подтверждено телескопом НАСА Swift, который также был нацелен на ту же цель.
Кроме того, крупное международное сотрудничество под руководством Сташека Золя из Ягеллонского университета в Кракове (Польша) смогло обнаружить одно и то же событие с помощью телескопов в разных частях Земли, так что по крайней мере на одном из телескопов весь день была ночь. Кроме того, группа из Бостонского университета (США) под руководством Светланы Джорстад и других наблюдателей подтвердила открытие, изучив поляризацию света до и после вспышки.
В новом исследовании, объединяющем все предыдущие наблюдения, профессор Маури Валтонен и его исследовательская группа из Университета Турку показали, что 12-часовая вспышка света исходила от меньшей орбитальной черной дыры и ее окружения. Это исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
Быстрый всплеск яркости происходит, когда меньшая черная дыра «поглощает» большую часть аккреционного диска, окружающего большую черную дыру, превращая ее в направленную наружу струю газа.
В течение примерно 12 часов струя из черной дыры меньшего размера будет ярче, чем струя из черной дыры большего размера. Это делает цвет OJ287 менее красноватым, то есть желтым, вместо обычного красного. После извержения красный цвет возвращается. Желтый цвет указывает на то, что мы видим свет от меньшей черной дыры в течение 12-часового периода. Те же результаты можно получить из других особенностей света, излучаемого OJ287 за тот же период.
«Поэтому теперь мы можем сказать, что впервые «видели» вращающуюся вокруг черной дыры точно так же, как мы можем сказать, что TESS видел планеты, вращающиеся вокруг других звезд. И, как и в случае с планетами, чрезвычайно трудно увидеть прямую Фактически, из-за большого расстояния до OJ 287, которое составляет почти четыре миллиарда световых лет, вероятно, пройдет очень много времени, прежде чем наши методы наблюдения будут достаточно развиты, чтобы получить изображение более крупной черной дыры», — говорит профессор. Валтонен.
«Однако меньшая черная дыра вскоре может раскрыть свое существование по-другому, поскольку считается, что она излучает гравитационные волны в наногерцевом диапазоне. Гравитационные волны OJ 287 должны быть обнаружены в ближайшие годы с помощью разрабатываемых матриц измерения времени пульсаров. быть обнаружены», — говорит А. Гопакумар из Института фундаментальных исследований Тата в Индии.
Информация от: Университетом Турку
