Астрономы увидели на радиоснимке два джета, соответствующие парам черных дыр. Открытие было сделано благодаря российскому аппарату «Радиоастрон».
Двойная система черных дыр
Международная группа астрономов впервые получила радиоизображение, на котором видны две черные дыры, обращающиеся друг вокруг друга. Наблюдение наглядно подтвердило существование пар сверхмассивных черных дыр: ранее удавалось получать снимки лишь одиночных объектов. Работа опубликована в Astrophysical Journal.
Исследователи сфокусировались на квазаре OJ287 — чрезвычайно ярком ядре галактики, свет которого возникает, когда сверхмассивная черная дыра поглощает окружающий газ и пыль. Команда сумела зафиксировать на радиоснимке два источника в центре этого квазара, совпадающие с положениями, предсказанными теоретическими моделями.
Уже были получены отдельные изображения центра нашей галактики и галактики М87, но OJ287 особенно заметен тем, что его яркость меняется с периодом примерно 12 лет. Такие периодические всплески давно связывали с наличием компаньона.
Четыре года назад астрофизик Ланкешвар Дей из Мумбаи, работаюший в Университете Турку (Финляндия), расчитал орбитальную динамику так, что стало возможно предсказать положение двух компонентов в разные моменты времени. Однако оставался открытым вопрос — удастся ли заметить оба источника одновременно.
Странные джеты
Сначала спутник НАСА TESS зафиксировал свет, исходящий от обеих составляющих, но оптические снимки не имели достаточного разрешения — два объекта сливались в одну точку. Для раздельной визуализации потребовалось увеличение разрешения около 100 000 раз, что оказалось достижимо с помощью радиоинтерферометрии с очень длинной базой.
Авторы нового исследования сопоставили радиоснимок, полученный при участии российского спутника «Радиоастрон», с ранее сделанными теоретическими предсказаниями. «Радиоастрон» работал с 2011 по 2019 годы и позволил получить данные, когда OJ287 был в подходящем состоянии активности: в последние годы наблюдения опираются в основном на земные радиотелескопы с меньшим разрешением. На изображении действительно оказались два источника с ожидаемыми координатами.
В полученном кадре черные дыры опознаны по интенсивным струям (джетам), которые они выбрасывают; сами горизонты событий невидимы, но проявления аккреции и релятивистских струй позволяют определить позиции объектов.
Исследователи отмечают, что джеты выглядят по-разному: у меньшей черной дыры обнаружен необычный закрученный джет, напоминающий по форме бьющийся шланг. По версии авторов, это следствие быстрого орбитального движения небольшой черной дыры вокруг более крупной. Закрученный джет должен менять положение в ближайшие годы по мере изменения орбиты второго компонента системы. Это позволит дополнительно проверить динамическую модель и уточнить параметры системы.